Ja savienojat rezistoru un kondensatoru, jūs, iespējams, iegūsit vienu no visnoderīgākajām un daudzpusīgākajām shēmām.

Šodien es nolēmu runāt par daudzajiem tā izmantošanas veidiem. Bet vispirms par katru elementu atsevišķi:

Rezistora uzdevums ir ierobežot strāvu. Tas ir statisks elements, kura pretestība nemainās; mēs tagad nerunājam par termiskām kļūdām - tās nav pārāk lielas. Strāvu caur rezistoru nosaka Ohma likums - I=U/R, kur U ir spriegums rezistoru spailēs, R ir tā pretestība.

Kondensators ir interesantāka lieta. Tam ir interesanta īpašība - izlādējoties, tas uzvedas gandrīz kā īssavienojums - strāva plūst caur to bez ierobežojumiem, steidzoties līdz bezgalībai. Un spriegumam uz tā ir tendence uz nulli. Kad tas ir uzlādēts, tas kļūst kā pārtraukums un strāva pārstāj plūst caur to, un spriegums pāri tai kļūst vienāds ar uzlādes avotu. Izrādās interesantas attiecības - ir strāva, nav sprieguma, ir spriegums - nav strāvas.

Lai vizualizētu šo procesu, iedomājieties balonu... hm... balonu, kas ir piepildīts ar ūdeni. Ūdens plūsma ir straume. Ūdens spiediens uz elastīgajām sienām ir līdzvērtīgs stresam. Tagad paskaties, kad bumba ir tukša - ūdens plūst brīvi, ir liela strāva, bet spiediena vēl gandrīz nav - spriegums ir zems. Tad, kad bumba ir piepildīta un sāk pretoties spiedienam, sienu elastības dēļ plūsmas ātrums palēnināsies un pēc tam apstāsies pavisam - spēki ir vienādi, kondensators tiek uzlādēts. Uz izstieptajām sienām ir spriedze, bet nav strāvas!

Tagad, ja noņemat vai samazinat ārējo spiedienu, noņemiet strāvas avotu, tad ūdens elastības ietekmē plūdīs atpakaļ. Arī strāva no kondensatora plūst atpakaļ, ja ķēde ir aizvērta un avota spriegums ir zemāks par spriegumu kondensatorā.

Kondensatora jauda. Kas tas ir?
Teorētiski bezgalīga izmēra lādiņu var iesūknēt jebkurā ideālā kondensatorā. Vienkārši mūsu bumba izstiepsies vairāk un sienas radīs lielāku spiedienu, bezgalīgi lielāku spiedienu.
Kā tad ar Faradu, kas uz kondensatora sāniem rakstīts kā kapacitātes rādītājs? Un tā ir tikai sprieguma atkarība no lādiņa (q = CU). Mazam kondensatoram sprieguma pieaugums no uzlādes būs lielāks.

Iedomājieties divas glāzes ar bezgala augstām sienām. Viens ir šaurs, kā mēģene, otrs ir plats, kā baseins. Ūdens līmenis tajos ir spriedze. Apakšējā zona ir konteiners. Abus var uzpildīt ar vienu un to pašu litru ūdens – vienāds lādiņš. Bet mēģenē līmenis lēks par vairākiem metriem, un baseinā tas šļakstīsies pašā apakšā. Arī kondensatoros ar mazu un lielu kapacitāti.
Jūs varat to pildīt, cik vēlaties, bet spriegums būs atšķirīgs.

Turklāt reālajā dzīvē kondensatoriem ir pārrāvuma spriegums, pēc kura tas pārstāj būt kondensators, bet pārvēršas par lietojamu vadītāju :)

Cik ātri uzlādējas kondensators?
Ideālos apstākļos, kad mums ir bezgala jaudīgs sprieguma avots ar nulles iekšējo pretestību, ideāli supravadošie vadi un absolūti nevainojams kondensators, šis process notiks uzreiz, ar laiku, kas vienāds ar 0, kā arī izlāde.

Bet patiesībā vienmēr ir pretestības, skaidras - kā banāls rezistors vai netiešas, piemēram, vadu pretestība vai iekšējā pretestība sprieguma avots.
Šajā gadījumā kondensatora uzlādes ātrums būs atkarīgs no ķēdes pretestības un kondensatora kapacitātes, un pati uzlāde plūst saskaņā ar eksponenciālais likums.

Un šim likumam ir pāris raksturīgi lielumi:

• T - laika konstante, šis ir laiks, kurā vērtība sasniedz 63% no maksimālās vērtības. 63% nebija nejauši, tas ir tieši saistīts ar formulu VĒRTĪBA T =max—1/e*max.
• 3T - un pie trīs reizes lielākas konstantes vērtība sasniegs 95% no maksimālās vērtības.

Laika konstante RC ķēdei T=R*C.

Jo mazāka pretestība un mazāka kapacitāte, jo ātrāk kondensators uzlādējas. Ja pretestība ir nulle, tad uzlādes laiks ir nulle.

Aprēķināsim, cik ilgs laiks būs nepieciešams, lai 1 uF kondensators tiktu uzlādēts līdz 95%, izmantojot 1 kOhm rezistoru:
T= C*R = 10-6 * 103 = 0,001c
3T = 0,003 s Pēc šī laika spriegums uz kondensatora sasniegs 95% no avota sprieguma.

Izlāde notiks pēc tā paša likuma, tikai otrādi. Tie. pēc T laika uz kondensatora paliek tikai 100% - 63% = 37% no sākotnējā sprieguma, bet pēc 3T vēl mazāk - niecīgi 5%.

Nu ar sprieguma padevi un atlaišanu viss skaidrs. Kā būtu, ja spriegums tiktu pielikts un pēc tam palielināts pa soļiem un pēc tam arī izlādēts pa soļiem? Situācija šeit praktiski nemainīsies - spriegums ir cēlies, kondensators uz to ir uzlādēts pēc tā paša likuma, ar tādu pašu laika konstanti - pēc 3T laika tā spriegums būs 95% no jaunā maksimuma.
Nedaudz nokritās - tika uzlādēts un pēc 3T spriegums uz tā būs par 5% lielāks par jauno minimumu.
Ko es jums saku, labāk to parādīt. Šeit multisim es izveidoju gudru soļu signālu ģeneratoru un ievadīju to integrējošajai RC ķēdei:

Paskaties, kā šūpojas :) Lūgums ņemt vērā, ka gan uzlāde, gan izlāde neatkarīgi no soļa augstuma vienmēr ir vienāda ilguma!!!

Līdz kādai vērtībai var uzlādēt kondensatoru?
Teorētiski ad infinitum, sava veida bumba ar bezgalīgi stieptām sienām. Patiesībā agri vai vēlu bumba pārsprāgs, un kondensators izlauzīsies un radīsies īssavienojums. Tāpēc visiem kondensatoriem ir svarīgs parametrs — galīgais spriegums. Uz elektrolītiem tas bieži ir rakstīts uz sāniem, bet uz keramikas tas ir jāmeklē uzziņu grāmatās. Bet tur tas parasti ir no 50 voltiem. Kopumā, izvēloties kondensatoru, jums jāpārliecinās, ka tā maksimālais spriegums nav zemāks par ķēdē esošo. Piebildīšu, ka, aprēķinot kondensatoru maiņstrāvai, jāizvēlas 1,4 reizes lielāks maksimālais spriegums. Jo uz maiņstrāvas norāda efektīvā vērtība, un maksimālā momentānā vērtība to pārsniedz 1,4 reizes.

Kas izriet no iepriekš minētā? Ko darīt, ja jūs to uzklājat uz kondensatora pastāvīgs spiediens, tad tas vienkārši uzlādēsies, un viss. Šeit jautrība beidzas.

Ko darīt, ja iesniedzat mainīgo? Ir skaidrs, ka tas vai nu uzlādēsies, vai izlādēsies, un strāva ķēdē plūst uz priekšu un atpakaļ. Kustība! Ir strāva!

Izrādās, ka, neskatoties uz fizisku pārtraukumu ķēdē starp plāksnēm, maiņstrāva viegli plūst caur kondensatoru, bet līdzstrāva plūst vāji.

Ko tas mums dod? Un tas, ka kondensators var kalpot kā sava veida separators, lai atdalītu maiņstrāva un konstante attiecīgajām sastāvdaļām.

Jebkuru laikā mainīgu signālu var attēlot kā divu komponentu summu - mainīgo un nemainīgo.

Piemēram, klasiskajam sinusoīdam ir tikai mainīga daļa, un konstante ir nulle. Ar līdzstrāvu tas ir pretējs. Ko darīt, ja mums ir nobīdīts sinusoīds? Vai pastāvīgi ar traucējumiem?

Signāla maiņstrāvas un līdzstrāvas komponenti ir viegli atdalāmi!
Nedaudz augstāk es parādīju, kā kondensators tiek uzlādēts un izlādējies, mainoties spriegumam. Tātad mainīgais komponents izies cauri konderam ar blīkšķi, jo tikai tas liek kondensatoram aktīvi mainīt lādiņu. Konstante paliks tāda, kāda tā bija, un būs iestrēdzis uz kondensatora.

Bet, lai kondensators efektīvi atdalītu mainīgo komponentu no konstantes, mainīgās komponentes frekvence nedrīkst būt zemāka par 1/T

Ir iespējami divi RC ķēdes aktivizēšanas veidi:
Integrējot un diferencējot. Tie ir filtrs zemas frekvences un augstas caurlaidības filtru.

Zemfrekvences filtrs izlaiž nemainīgo komponentu bez izmaiņām (tā kā tā frekvence ir nulle, nekur zemāka nav) un nomāc visu, kas ir augstāks par 1/T. Tiešais komponents iet tieši, un mainīgais komponents tiek dzēsts uz zemi caur kondensatoru.
Šādu filtru sauc arī par integrējošu ķēdi, jo izejas signāls ir it kā integrēts. Vai atceries, kas ir integrālis? Laukums zem līknes! Šeit tas iznāk.

Un to sauc par diferencēšanas ķēdi, jo izejā mēs iegūstam ievades funkcijas diferenciāli, kas ir nekas vairāk kā šīs funkcijas izmaiņu ātrums.

• 1. sadaļā kondensators ir uzlādēts, kas nozīmē, ka caur to plūst strāva, un rezistoram būs sprieguma kritums.
• 2. sadaļā ir krasi palielināts uzlādes ātrums, kas nozīmē, ka strāva strauji palielināsies, kam sekos sprieguma kritums pāri rezistoram.
• 3. sadaļā kondensators vienkārši satur esošo potenciālu. Caur to neplūst strāva, kas nozīmē, ka spriegums pāri rezistoram arī ir nulle.
• Nu 4. sekcijā kondensators sāka izlādēties, jo... ieejas signāls ir kļuvis zemāks par tā spriegumu. Strāva ir aizgājusi pretējā virzienā un jau ir negatīvs sprieguma kritums pāri rezistoram.

Un, ja ievadei pieliekam taisnstūrveida impulsu ar ļoti stāvām malām un samazinām kondensatora kapacitāti, mēs redzēsim šādas adatas:

taisnstūris. Nu ko? Tieši tā – lineāras funkcijas atvasinājums ir konstante, šīs funkcijas slīpums nosaka konstantes zīmi.

Īsāk sakot, ja šobrīd mācies matemātikas kursos, tad vari aizmirst par bezdievīgo Mathcad, pretīgo Kļavu, izmest no galvas Matlab matricas ķecerību un, izvelkot no krātuvē sauju analogu birstošu lietu, pielodēt sevi. tiešām ĪSTS analogais dators :) Skolotāja būs šokā :)

Tiesa, integratori un diferenciatori parasti neveido integratorus un diferencētājus tikai uz rezistoriem, šeit viņi izmanto operacionālie pastiprinātāji. Pagaidām vari meklēt šīs lietas, interesanti :)

Un šeit es padevu parastu taisnstūra signālu diviem augstas un zemas caurlaidības filtriem. Un izvadi no tiem uz osciloskopu:

Šeit ir nedaudz lielāka sadaļa:

Iedarbinot, kondensators tiek izlādēts, strāva caur to ir pilna, un spriegums uz tā ir niecīgs - RESET ieejā ir atiestatīšanas signāls. Bet drīz kondensators uzlādēsies un pēc laika T tā spriegums jau būs loģiskā līmenī un atiestatīšanas signāls vairs netiks nosūtīts uz RESET - MK sāksies.
Un priekš AT89C51 ir nepieciešams organizēt tieši pretējo RESET - vispirms iesniedziet vienu un pēc tam nulli. Šeit situācija ir pretēja - kamēr kondensators nav uzlādēts, tad caur to plūst liela strāva, Uc - sprieguma kritums tam ir niecīgs Uc = 0. Tas nozīmē, ka RESET tiek piegādāts ar spriegumu, kas ir nedaudz mazāks par barošanas spriegumu Usupply-Uc=Upsupply.
Bet, kad kondensators ir uzlādēts un spriegums uz tā sasniedz barošanas spriegumu (Upit = Uc), tad pie RESET tapas jau būs Upit-Uc = 0

Analogie mērījumi
Bet neņemiet vērā atiestatīšanas ķēdes, kur ir daudz jautrāk izmantot RC ķēdes spēju izmērīt analogās vērtības ar mikrokontrolleriem, kuriem nav ADC.
Tas izmanto faktu, ka spriegums uz kondensatora aug stingri saskaņā ar to pašu likumu - eksponenciāli. Atkarībā no vadītāja, rezistora un barošanas sprieguma. Tas nozīmē, ka to var izmantot kā atsauces spriegumu ar iepriekš zināmiem parametriem.

Tas darbojas vienkārši, mēs pieslēdzam spriegumu no kondensatora analogajam salīdzinājumam un savienojam izmērīto spriegumu ar salīdzinājuma otro ieeju. Un, kad mēs vēlamies izmērīt spriegumu, mēs vienkārši vispirms pavelkam tapu uz leju, lai izlādētu kondensatoru. Pēc tam atgriežam to Hi-Z režīmā, atiestatām un iedarbinām taimeri. Un tad kondensators sāk uzlādēt caur rezistoru, un, tiklīdz salīdzinājums ziņo, ka spriegums no RC ir sasniedzis izmērīto, mēs apturam taimeri.

Zinot, saskaņā ar kuru likumu RC ķēdes atsauces spriegums laika gaitā palielinās, kā arī zinot, cik ilgi ir tikšķējis taimeris, mēs varam diezgan precīzi noskaidrot, ar kādu izmērītais spriegums bija vienāds komparatora iedarbināšanas brīdī. Turklāt šeit nav nepieciešams skaitīt eksponentus. Sākotnējā kondensatora uzlādes posmā mēs varam pieņemt, ka atkarība tur ir lineāra. Vai arī, ja vēlaties lielāku precizitāti, tuviniet eksponenciālu pa daļām lineārās funkcijas, un krievu valodā - uzzīmējiet tās aptuveno formu ar vairākām taisnām līnijām vai salieciet tabulu par vērtības atkarību no laika, īsi sakot, metodes ir vienkāršas.

Ja jums ir nepieciešams analogais slēdzis, bet nav ADC, jums pat nav jāizmanto salīdzinājums. Izkustiniet kāju, uz kuras karājas kondensators, un ļaujiet tai uzlādēties caur mainīgu rezistoru.

Mainot T, kas, ļaujiet man atgādināt, T = R * C un zinot, ka mums ir C = const, mēs varam aprēķināt R vērtību. Turklāt šeit atkal nav nepieciešams savienot matemātisko aparātu, vairumā gadījumu gadījumos pietiek ar mērījumiem dažiem nosacītajiem papagaiļiem, piemēram, taimera ērcēm. Vai arī var iet citu ceļu, nemainot rezistoru, bet mainot kapacitāti, piemēram, pieslēdzot tam sava ķermeņa kapacitāti... kas notiks? Tieši tā – skārienpogas!

Ja kaut kas nav skaidrs, neuztraucieties, es drīz uzrakstīšu rakstu par to, kā pievienot analogo aprīkojumu mikrokontrolleram, neizmantojot ADC. Tur es visu sīki paskaidrošu.

Kondensatorsir elements elektriskā ķēde, kas spēj uzkrāties elektriskais lādiņš. Svarīga kondensatora iezīme ir tā spēja ne tikai uzkrāties, bet arī gandrīz uzreiz atbrīvot lādiņu.

Saskaņā ar otro komutācijas likumu spriegums pāri kondensatoram nevar strauji mainīties. Šī funkcija tiek aktīvi izmantota dažādos filtros, stabilizatoros, integrējošās shēmās, svārstību shēmās utt.

To, ka spriegums nevar mainīties uzreiz, var redzēt no formulas

Ja spriegums pārslēgšanas brīdī strauji mainītos, tas nozīmētu, ka izmaiņu ātrums du/dt = ∞, kas dabā nevar notikt, jo būtu nepieciešams bezgalīgas jaudas avots.

Kondensatora uzlādes process

Diagrammā parādīta RC (integrējošā) ķēde, kas tiek darbināta no pastāvīga strāvas avota. Kad atslēga ir aizvērta 1. pozīcijā, kondensators tiek uzlādēts. Strāva iet caur ķēdi: avota “pluss” – rezistors – kondensators – avota “mīnuss”.

Spriegums uz kondensatora plāksnēm mainās eksponenciāli. Caur kondensatoru plūstošā strāva arī mainās eksponenciāli. Turklāt šīs izmaiņas ir abpusējas; jo augstāks spriegums, jo mazāka strāva plūst caur kondensatoru. Kad spriegums uz kondensatora ir vienāds ar avota spriegumu, uzlādes process apstāsies un ķēdē pārtrauks plūst strāva.

Tagad, ja mēs pārslēdzam atslēgu uz pozīciju 2, tad strāva plūdīs pretējā virzienā, proti, caur ķēdi: kondensators - rezistors - avota “mīnuss”. Tas izlādēs kondensatoru. Process arī būs eksponenciāls.

Svarīga šīs ķēdes īpašība ir produkts R.C., ko arī sauc laika konstanteτ . Laikā τ kondensators tiek uzlādēts vai izlādēts par 63%. Pēc 5 τ kondensators atsakās vai pilnībā saņem lādiņu.

Pāriesim no teorijas uz praksi. Ņemsim 0,47 uF kondensatoru un 10 kOhm rezistoru.

Aprēķināsim aptuveno laiku, cik ilgi kondensatoram jāuzlādējas.

Tagad saliksim šo shēmu multisim un mēģināsim simulēt

Samontētā ķēde tiek darbināta ar akumulatoru 12 V. Mainot slēdža S1 stāvokli, vispirms uzlādējam un pēc tam izlādējam kondensatoru caur pretestību R = 10 KOhm. Lai skaidri redzētu, kā ķēde darbojas, skatiet tālāk esošo videoklipu.

Ģeneratori augstsprieguma Zema jauda tiek plaši izmantota defektu noteikšanā, lai darbinātu pārnēsājamus lādētu daļiņu paātrinātājus, rentgenstaru un katodstaru lampas, fotopavairotājus un jonizējošā starojuma detektorus. Turklāt tos izmanto arī cietvielu elektrisko impulsu iznīcināšanai, īpaši smalku pulveru ražošanai, jaunu materiālu sintēzei, kā dzirksteļu noplūdes detektorus, gāzizlādes gaismas avotu palaišanai, materiālu un izstrādājumu elektriskās izlādes diagnostikā, gāzes ieguvē. izlādes fotogrāfijas, izmantojot S. D. Kirlian metodi, pārbaudot augstsprieguma izolācijas kvalitāti. Ikdienā šādas ierīces tiek izmantotas kā barošanas avoti ultrasmalku un radioaktīvo putekļu elektroniskajiem slazdiem, elektroniskām aizdedzes sistēmām, elektroeffluviālajām lustrām (A. L. Čiževska lustras), aerojonizatoriem, medicīnas ierīcēm (D'Arsonval, franklizācija, ultratonoterapijas ierīces), gāze. šķiltavas, elektriskie žogi, elektriskās apdullināšanas pistoles utt.

Parasti kā augstsprieguma ģeneratorus mēs klasificējam ierīces, kas ģenerē spriegumu virs 1 kV.

Augstsprieguma impulsu ģenerators, izmantojot rezonanses transformatoru (11.1. att.), ir izgatavots pēc klasiskās shēmas, izmantojot gāzes dzirksteļu spraugu RB-3.

Kondensators C2 tiek uzlādēts ar pulsējošu spriegumu caur diodi VD1 un rezistoru R1 līdz gāzes dzirksteles spraugas pārrāvuma spriegumam. Dzirksteles spraugas gāzes spraugas pārrāvuma rezultātā kondensators tiek izlādēts uz transformatora primāro tinumu, pēc kura process tiek atkārtots. Rezultātā transformatora T1 izejā veidojas slāpēti augstsprieguma impulsi ar amplitūdu līdz 3...20 kV.

Lai pasargātu transformatora izejas tinumu no pārsprieguma, tam paralēli ir pievienota dzirksteļsprauga, kas izgatavota elektrodu veidā ar regulējamu gaisa spraugu.

Rīsi. 11.1. Augstsprieguma impulsu ģeneratora ķēde, izmantojot gāzes dzirksteļu spraugu.

Rīsi. 11.2. Augstsprieguma impulsu ģeneratora ķēde ar sprieguma dubultošanu.

Impulsu ģeneratora transformators T1 (11.1. att.) ir izgatavots uz atvērtas ferīta serdes M400NN-3 ar diametru 8 un garumu 100 mm. Transformatora primārajā (zemsprieguma) tinumā ir 20 apgriezieni MGShV stieples 0,75 mm ar tinuma soli 5...6 mm. Sekundārais tinums satur 2400 apgriezienus parastā PEV-2 stieples tinuma 0,04 mm. Primārais tinums tiek uztīts virs sekundārā tinuma caur 2x0,05 mm politetrafluoretilēna (fluoroplastmasas) blīvi. Transformatora sekundārajam tinumam jābūt droši izolētam no primārā.

Attēlā parādīts augstsprieguma impulsu ģeneratora iemiesojums, izmantojot rezonanses transformatoru. 11.2. Šajā ģeneratora ķēdē ir galvaniskā izolācija no barošanas tīkla. Tīkla spriegums iet uz starpposma (pakāpiena) transformatoru T1. No tīkla transformatora sekundārā tinuma noņemtais spriegums tiek piegādāts taisngriezim, kas darbojas saskaņā ar sprieguma dubultošanas ķēdi.

Šāda taisngrieža darbības rezultātā kondensatora C2 augšējā plāksnē attiecībā pret neitrālo vadu parādās pozitīvs spriegums, kas vienāds ar 2Uii kvadrātsakni, kur Uii ir spriegums uz strāvas transformatora sekundārā tinuma.

Pie kondensatora C1 veidojas atbilstošs pretējas zīmes spriegums. Rezultātā spriegums uz kondensatora SZ plāksnēm būs vienāds ar 2 kvadrātsaknēm no 2Uii.

Kondensatoru C1 un C2 uzlādes ātrumu (C1=C2) nosaka pretestības R1 vērtība.

Kad spriegums uz kondensatora SZ plāksnēm kļūst vienāds ar gāzes spraugas FV1 pārrāvuma spriegumu, notiks tā gāzes spraugas pārrāvums, kondensators SZ un attiecīgi kondensatori C1 un C2 tiks izlādēti, un notiks periodiskas slāpētas svārstības. transformatora T2 sekundārajā tinumā. Pēc kondensatoru izlādes un dzirksteles spraugas izslēgšanas kondensatoru uzlādes un sekojošās izlādes process uz transformatora 12 primāro tinumu tiks atkārtots vēlreiz.

Augstsprieguma ģenerators, ko izmanto fotogrāfiju iegūšanai gāzizlādē, kā arī īpaši smalku un radioaktīvu putekļu savākšanai (11.3. att.), sastāv no sprieguma dubultotāja, relaksācijas impulsu ģeneratora un paaugstinošā rezonanses transformatora.

Sprieguma dubultotājs tiek izgatavots, izmantojot diodes VD1, VD2 un kondensatorus C1, C2. Uzlādes ķēdi veido kondensatori C1 SZ un rezistors R1. 350 V gāzes dzirksteles sprauga ir savienota paralēli kondensatoriem C1 SZ ar virknē savienotu pakāpju transformatora T1 primāro tinumu.

Tiklīdz līdzstrāvas sprieguma līmenis uz kondensatoriem C1 SZ pārsniedz dzirksteles spraugas pārrāvuma spriegumu, kondensatori tiek izlādēti caur paaugstināšanas transformatora tinumu un rezultātā veidojas augstsprieguma impulss. Ķēdes elementi ir izvēlēti tā, lai impulsu veidošanās frekvence būtu aptuveni 1 Hz. Kondensators C4 ir paredzēts, lai aizsargātu ierīces izejas spaili no tīkla sprieguma.

Rīsi. 11.3. Augstsprieguma impulsu ģeneratora ķēde, izmantojot gāzes dzirksteļu spraugu vai dinistorus.

Izejas spriegums ierīci pilnībā nosaka izmantotā transformatora īpašības, un tā var sasniegt 15 kV. Augstsprieguma transformators ar izejas spriegumu aptuveni 10 kV ir izgatavots uz dielektriskās caurules ar ārējo diametru 8 un garumu 150 mm; iekšpusē atrodas vara elektrods ar diametru 1,5 mm. Sekundārais tinums satur 3...4 tūkstošus apgriezienus PELSHO 0,12 stieples, uztīts virpot 10...13 kārtās (tinuma platums 70 mm) un piesūcināts ar BF-2 līmi ar starpslāņu izolāciju no politetrafluoretilēna. Primārais tinums satur 20 PEV 0,75 stieples apgriezienus, kas izvadīti caur polivinilhlorīda kambru.

Kā šādu transformatoru varat izmantot arī modificētu televizora horizontālās skenēšanas izejas transformatoru; elektronisko šķiltavu transformatori, zibspuldzes, aizdedzes spoles utt.

R-350 gāzes izlādētāju var aizstāt ar pārslēdzamu KN102 tipa dinistoru ķēdi (11.3. att. pa labi), kas ļaus pakāpeniski mainīt izejas spriegumu. Lai vienmērīgi sadalītu spriegumu pa dinistoriem, katram no tiem paralēli ir pievienoti vienādas vērtības rezistori ar pretestību 300...510 kOhm.

Attēlā parādīts augstsprieguma ģeneratora ķēdes variants, kurā kā sliekšņa pārslēgšanas elements tiek izmantota ar gāzi pildīta ierīce, tiratrons. 11.4.

Rīsi. 11.4. Augstsprieguma impulsu ģeneratora ķēde, izmantojot tiratronu.

Tīkla spriegumu iztaisno diode VD1. Rektificētais spriegums tiek izlīdzināts ar kondensatoru C1 un tiek piegādāts uzlādes ķēdei R1, C2. Tiklīdz spriegums uz kondensatora C2 sasniedz tiratrona VL1 aizdedzes spriegumu, tas mirgo. Kondensators C2 tiek izlādēts caur transformatora T1 primāro tinumu, tiratrons izdziest, kondensators atkal sāk uzlādēt utt.

Kā transformators T1 tiek izmantota automašīnas aizdedzes spole.

Tiratrona VL1 MTX-90 vietā varat ieslēgt vienu vai vairākus KN102 tipa dinistorus. Augstsprieguma amplitūdu var regulēt ar iekļauto dinistoru skaitu.

Darbā ir aprakstīta augstsprieguma pārveidotāja konstrukcija, izmantojot tiratrona slēdzi. Ņemiet vērā, ka kondensatora izlādei var izmantot cita veida ar gāzi pildītas ierīces.

Daudzsološāka ir pusvadītāju komutācijas ierīču izmantošana mūsdienu augstsprieguma ģeneratoros. To priekšrocības ir skaidri izteiktas: augsta parametru atkārtojamība, zemākas izmaksas un izmēri, augsta uzticamība.

Zemāk mēs apsvērsim augstsprieguma impulsu ģeneratorus, izmantojot pusvadītāju komutācijas ierīces (dinistori, tiristori, bipolāri un lauka efekta tranzistori).

Pilnīgi līdzvērtīgs, bet vājstrāvas gāzizlādes analogs ir dinistori.

Attēlā 11.5. attēlā parādīta ģeneratora elektriskā ķēde, kas izgatavota uz dinistoriem. Ģeneratora uzbūve ir pilnīgi līdzīga iepriekš aprakstītajām (11.1., 11.4. att.). Galvenā atšķirība ir gāzizlādes nomaiņa ar virknē savienotu dinistoru ķēdi.

Rīsi. 11.5. Augstsprieguma impulsu ģeneratora ķēde, izmantojot dinistorus.

Rīsi. 11.6. Augstsprieguma impulsu ģeneratora ķēde ar tilta taisngriezi.

Jāatzīmē, ka šāda analogā un komutētās strāvas efektivitāte ir ievērojami zemāka nekā prototipam, tomēr dinistori ir lētāki un izturīgāki.

Attēlā parādīta nedaudz sarežģīta augstsprieguma impulsu ģeneratora versija. 11.6. Tīkla spriegums tiek piegādāts tilta taisngriezim, izmantojot diodes VD1 VD4. Rektificēto spriegumu izlīdzina kondensators C1. Šis kondensators ģenerē pastāvīgu aptuveni 300 V spriegumu, ko izmanto, lai darbinātu relaksācijas ģeneratoru, kas sastāv no elementiem R3, C2, VD5 un VD6. Tās slodze ir transformatora T1 primārais tinums. No sekundārā tinuma tiek noņemti impulsi ar aptuveni 5 kV amplitūdu un atkārtošanās frekvenci līdz 800 Hz.

Dinistoru ķēdei jābūt paredzētai apmēram 200 V komutācijas spriegumam. Šeit var izmantot KN102 vai D228 tipa dinistorus. Jāņem vērā, ka KN102A, D228A tipa dinistoru pārslēgšanas spriegums ir 20 V; KN102B, D228B 28 V; KN102V, D228V 40 V; KN102G, D228G 56 V; KN102D, D228D 80 V; KN102E 75 V; KN102Zh, D228Zh 120 V; KN102I, D228I 150 V.

Modificētu līnijas transformatoru no melnbaltā televizora var izmantot kā T1 transformatoru iepriekš minētajās ierīcēs. Tā augstsprieguma tinumu atstāj, pārējos noņem un tā vietā uztin zemsprieguma (primārais) tinumu 15...30 apgriezienus PEV stieples ar diametru 0,5...0,8 mm.

Izvēloties primārā tinuma apgriezienu skaitu, jāņem vērā sekundārā tinuma apgriezienu skaits. Tāpat jāpatur prātā, ka augstsprieguma impulsu ģeneratora izejas sprieguma vērtība ir vairāk atkarīga no transformatora ķēžu pielāgošanas rezonansei, nevis no tinumu apgriezienu skaita attiecības.

Dažu veidu horizontālās skenēšanas televīzijas transformatoru raksturlielumi ir norādīti 11.1. tabulā.

11.1. tabula. Vienoto horizontālo televīzijas transformatoru augstsprieguma tinumu parametri.

Transformatora tips	Pagriezienu skaits		R tinumi, Ohm
TVS-A, TVS-B
TVS-110, TVS-110M

Transformatora tips	Pagriezienu skaits		R tinumi, Ohm
TVS-90LTs2, TVS-90LTs2-1
TVS-110PTs15
TVS-110PTs16, TVS-110PTs18

Rīsi. 11.7. Elektriskā shēma augstsprieguma impulsu ģenerators.

Attēlā 11.7. attēlā parādīta vienā no vietnēm publicētā divpakāpju augstsprieguma impulsu ģeneratora diagramma, kurā kā komutācijas elements tiek izmantots tiristoru. Savukārt par sliekšņa elementu, kas nosaka augstsprieguma impulsu atkārtošanās ātrumu un iedarbina tiristoru, tika izvēlēta gāzizlādes ierīces neona lampa (ķēde HL1, HL2).

Pieliekot barošanas spriegumu, impulsu ģenerators, kas izgatavots uz tranzistoru VT1 (2N2219A KT630G) bāzes, rada aptuveni 150 V spriegumu. Šo spriegumu iztaisno ar diode VD1 un uzlādē kondensatoru C2.

Pēc tam, kad kondensatora C2 spriegums pārsniedz neona lampu HL1, HL2 aizdedzes spriegumu, kondensators caur strāvu ierobežojošo rezistoru R2 tiks izlādēts uz tiristora VS1 vadības elektrodu, un tiristors tiks atbloķēts. Kondensatora C2 izlādes strāva radīs elektriskās svārstības transformatora T2 primārajā tinumā.

Tiristoru pārslēgšanas spriegumu var regulēt, izvēloties neona lampas ar dažādu aizdedzes spriegumu. Tiristora ieslēgšanas spriegumu var mainīt pakāpeniski, pārslēdzot virknē pievienoto neona spuldžu skaitu (vai dinistorus, aizstājot tos).

Rīsi. 11.8. Elektrisko procesu diagramma uz elektrodiem pusvadītāju ierīces(uz 11.7. att.).

Sprieguma diagramma tranzistora VT1 pamatnē un tiristora anodā ir parādīta attēlā. 11.8. Kā izriet no parādītajām diagrammām, bloķēšanas ģeneratora impulsu ilgums ir aptuveni 8 ms. Kondensators C2 tiek uzlādēts eksponenciāli saskaņā ar impulsu darbību, kas ņemti no transformatora T1 sekundārā tinuma.

Ģeneratora izejā veidojas impulsi ar aptuveni 4,5 kV spriegumu. Izejas transformators zemfrekvences pastiprinātājiem tiek izmantots kā transformators T1. Kā

Augstsprieguma transformatorā T2 tiek izmantots foto zibspuldzes transformators vai otrreiz pārstrādāts (skatīt iepriekš) horizontālās skenēšanas televīzijas transformators.

Citas ģeneratora versijas diagramma, kurā kā sliekšņa elements tiek izmantota neona lampa, ir parādīta attēlā. 11.9.

Rīsi. 11.9. Ģeneratora elektriskā ķēde ar sliekšņa elementu uz neona lampas.

Tajā esošais relaksācijas ģenerators ir izgatavots uz elementiem R1, VD1, C1, HL1, VS1. Tas darbojas pozitīvos līnijas sprieguma ciklos, kad kondensators C1 tiek uzlādēts līdz neona lampas HL1 un tiristora VS1 sliekšņa elementa pārslēgšanas spriegumam. Diode VD2 slāpē pakāpju transformatora T1 primārā tinuma pašindukcijas impulsus un ļauj palielināt ģeneratora izejas spriegumu. Izejas spriegums sasniedz 9 kV. Neona lampa kalpo arī kā indikators, ka ierīce ir pievienota tīklam.

Augstsprieguma transformators ir uztīts uz stieņa gabala, kura diametrs ir 8 un garums 60 mm, kas izgatavots no M400NN ferīta. Vispirms tiek ievietots PELSHO 0,38 stieples primārais tinums ar 30 apgriezieniem, un pēc tam tiek ievietots sekundārais tinums ar 5500 apgriezieniem PELSHO 0,05 vai lielāku diametru. Starp tinumiem un katriem sekundārā tinuma 800... 1000 apgriezieniem tiek ieklāts izolācijas slānis no polivinilhlorīda izolācijas lentes.

Ģeneratorā iespējams ieviest diskrētu izejas sprieguma daudzpakāpju regulēšanu, ieslēdzot virknes ķēdē neona lampas vai dinistorus (11.10. att.). Pirmajā versijā ir paredzēti divi regulēšanas posmi, otrajā - līdz desmit vai vairāk (izmantojot KN102A dinistorus ar komutācijas spriegumu 20 V).

Rīsi. 11.10. Sliekšņa elementa elektriskā ķēde.

Rīsi. 11.11. Augstsprieguma ģeneratora elektriskā ķēde ar diodes sliekšņa elementu.

Vienkāršs augstsprieguma ģenerators (11.11. att.) ļauj iegūt izejas impulsus ar amplitūdu līdz 10 kV.

Ierīces vadības elements pārslēdzas ar frekvenci 50 Hz (pie viena tīkla sprieguma pusviļņa). Par sliekšņa elementu tika izmantota diode VD1 D219A (D220, D223), kas darbojas ar apgrieztu nobīdi lavīnas pārrāvuma režīmā.

Kad lavīnas pārrāvuma spriegums diodes pusvadītāju krustojumā pārsniedz lavīnas pārrāvuma spriegumu, diode pāriet vadošā stāvoklī. Spriegums no uzlādētā kondensatora C2 tiek piegādāts tiristora VS1 vadības elektrodam. Pēc tiristora ieslēgšanas kondensators C2 tiek izvadīts transformatora T1 tinumā.

Transformatoram T1 nav kodola. Tas ir izgatavots uz ruļļa ar diametru 8 mm no polimetilmetakrilāta vai politetrahloretilēna, un tajā ir trīs sekcijas, kuru platums ir

9 mm. Pakāpeniskais tinums satur 3x1000 apgriezienus, uztīts ar PET, PEV-2 0,12 mm stiepli. Pēc uztīšanas tinums jāsamērcē parafīnā. Parafīnam virsū tiek uzklāti 2 x 3 izolācijas slāņi, pēc tam primārais tinums tiek uztīts ar 3 x 10 apgriezieniem PEV-2 0,45 mm stieples.

Tiristoru VS1 var nomainīt pret citu, ja spriegums ir lielāks par 150 V. Lavīnas diodi var aizstāt ar dinistoru ķēdi (11.10., 11.11. att. zemāk).

Mazjaudas portatīvā augstsprieguma impulsu avota ķēde ar autonomu barošanu no viena galvaniskā elementa (11.12. att.) sastāv no diviem ģeneratoriem. Pirmais ir veidots uz diviem mazjaudas tranzistoriem, otrais uz tiristoru un dinistoru.

Rīsi. 11.12. Sprieguma ģeneratora ķēde ar zemsprieguma barošanas avotu un tiristoru-dinistoru atslēgas elementu.

Dažādas vadītspējas tranzistoru kaskāde pārveido zemsprieguma līdzspriegumu augstsprieguma impulsu spriegumā. Laika ķēde šajā ģeneratorā ir elementi C1 un R1. Kad strāva ir ieslēgta, tranzistors VT1 atveras, un sprieguma kritums tā kolektorā atver tranzistoru VT2. Kondensators C1, uzlādējot caur rezistoru R1, samazina tranzistora VT2 bāzes strāvu tik daudz, ka tranzistors VT1 iziet no piesātinājuma, un tas noved pie VT2 aizvēršanas. Tranzistori tiks aizvērti, līdz kondensators C1 tiek izlādēts caur transformatora T1 primāro tinumu.

Palielinātais impulsa spriegums, kas noņemts no transformatora T1 sekundārā tinuma, tiek iztaisnots ar diode VD1 un tiek piegādāts otrā ģeneratora kondensatoram C2 ar tiristoru VS1 un dinistoru VD2. Katrā pozitīvajā pusciklā

Uzglabāšanas kondensators C2 tiek uzlādēts līdz amplitūdas sprieguma vērtībai, kas vienāda ar dinistora VD2 pārslēgšanas spriegumu, t.i. līdz 56 V (nominālais impulsu atbloķēšanas spriegums dinistora tipam KN102G).

Dinistora pāreja uz atvērtu stāvokli ietekmē tiristora VS1 vadības ķēdi, kas savukārt arī atveras. Kondensators C2 tiek izlādēts caur tiristoru un transformatora T2 primāro tinumu, pēc kura dinistors un tiristors atkal aizveras un sākas nākamā kondensatora uzlāde; pārslēgšanas cikls tiek atkārtots.

No transformatora T2 sekundārā tinuma tiek noņemti impulsi ar vairāku kilovoltu amplitūdu. Dzirksteles izlādes biežums ir aptuveni 20 Hz, bet tas ir daudz mazāks nekā impulsu frekvence, kas ņemta no transformatora T1 sekundārā tinuma. Tas notiek tāpēc, ka kondensators C2 tiek uzlādēts uz dinistora pārslēgšanas spriegumu nevis vienā, bet vairākos pozitīvos pusciklos. Šī kondensatora kapacitātes vērtība nosaka izejas izlādes impulsu jaudu un ilgumu. Vidējā izlādes strāvas vērtība, kas ir droša dinistoram un tiristora vadības elektrodam, tiek izvēlēta, pamatojoties uz šī kondensatora kapacitāti un kaskādi piegādājošā impulsa sprieguma lielumu. Lai to izdarītu, kondensatora C2 kapacitātei jābūt aptuveni 1 µF.

Transformators T1 ir izgatavots uz K10x6x5 tipa gredzenveida ferīta magnētiskā serdeņa. Tam ir 540 apgriezieni PEV-2 0,1 vada ar iezemētu krānu pēc 20. pagrieziena. Tā tinuma sākums ir savienots ar tranzistoru VT2, beigas ar diodi VD1. Transformators T2 ir uztīts uz spoles ar ferīta vai permalloy serdi ar diametru 10 mm un garumu 30 mm. Spole ar ārējo diametru 30 mm un platumu 10 mm tiek uztīta ar PEV-2 0,1 mm stiepli, līdz rāmis ir pilnībā piepildīts. Pirms tinuma pabeigšanas tiek izveidots iezemēts krāns un pēdējā stieples rinda ar 30...40 apgriezieniem tiek apgriezta, lai apgrieztu lakotas auduma izolācijas slāni.

T2 transformators tinuma laikā ir jāpiesūc ar izolācijas laku vai BF-2 līmi, pēc tam rūpīgi jāizžāvē.

VT1 un VT2 vietā varat izmantot jebkuru mazjaudas tranzistoru, kas spēj darboties impulsa režīmā. Tiristoru KU101E var aizstāt ar KU101G. Barošanas avota galvaniskie elementi ar spriegumu ne vairāk kā 1,5 V, piemēram, 312, 314, 316, 326, 336, 343, 373 vai niķeļa-kadmija disku akumulatori, tips D-0.26D, D-0.55S un tā tālāk .

Tiristoru augstsprieguma impulsu ģenerators ar tīkla barošanas avots attēlā parādīts. 11.13.

Rīsi. 11.13. Augstsprieguma impulsu ģeneratora elektriskā ķēde ar kapacitatīvo enerģijas uzkrāšanas ierīci un tiristoru slēdzi.

Tīkla sprieguma pozitīvā pusperioda laikā kondensators C1 tiek uzlādēts caur rezistoru R1, diodi VD1 un transformatora T1 primāro tinumu. Tiristors VS1 šajā gadījumā ir aizvērts, jo caur tā vadības elektrodu nav strāvas (sprieguma kritums pāri diodei VD2 virzienā uz priekšu ir mazs, salīdzinot ar spriegumu, kas nepieciešams tiristora atvēršanai).

Negatīvā pusperioda laikā diodes VD1 un VD2 aizveras. Tiristora katodā attiecībā pret vadības elektrodu veidojas sprieguma kritums (mīnus pie katoda, plus pie vadības elektroda), vadības elektroda ķēdē parādās strāva, un tiristors atveras. Šajā brīdī kondensators C1 tiek izlādēts caur transformatora primāro tinumu. Sekundārajā tinumā parādās augstsprieguma impulss. Un tā tālāk katrā tīkla sprieguma periodā.

Ierīces izejā veidojas bipolāri augstsprieguma impulsi (jo, kondensatoram izlādējoties primārā tinuma ķēdē, rodas slāpētas svārstības).

Rezistors R1 var sastāvēt no trim paralēli savienotiem MLT-2 rezistoriem ar pretestību 3 kOhm.

Diodēm VD1 un VD2 jābūt nominālām strāvai vismaz 300 mA un apgrieztais spriegums ne zemāka par 400 V (VD1) un 100 B (VD2). MBM tipa kondensators C1 vismaz 400 V spriegumam. Tā kapacitāte (mikrofaradas vienības daļa) tiek izvēlēta eksperimentāli. Tiristors VS1 tips KU201K, KU201L, KU202K KU202N. Transformatori B2B aizdedzes spole (6 V) no motocikla vai automašīnas.

Ierīce var izmantot horizontālo skenēšanas televīzijas transformatoru TVS-110L6, TVS-1 YULA, TVS-110AM.

Pietiekami tipiska shēma augstsprieguma impulsu ģenerators ar kapacitatīvo enerģijas uzkrāšanu ir parādīts attēlā. 11.14.

Rīsi. 11.14. Augstsprieguma impulsu tiristoru ģeneratora shēma ar kapacitatīvo enerģijas uzkrāšanas ierīci.

Ģeneratorā ir dzesēšanas kondensators C1, diodes taisngrieža tilts VD1 VD4, tiristora slēdzis VS1 un vadības ķēde. Kad ierīce ir ieslēgta, kondensatori C2 un S3 tiek uzlādēti, tiristors VS1 joprojām ir aizvērts un nevada strāvu. Kondensatora C2 maksimālo spriegumu ierobežo Zenera diode VD5 ar 9 V. Kondensatora C2 uzlādēšanas laikā caur rezistoru R2 spriegums potenciometrā R3 un attiecīgi tiristora VS1 vadības pārejā palielinās līdz noteiktai vērtībai, pēc kura tiristors pārslēdzas uz vadošu stāvokli, un kondensators SZ caur tiristoru VS1 tiek sasniegts. izvadīts caur transformatora T1 primāro (zemsprieguma) tinumu, radot augstsprieguma impulsu. Pēc tam tiristors aizveras un process sākas no jauna. Potenciometrs R3 iestata tiristora VS1 reakcijas slieksni.

Impulsu atkārtošanās ātrums ir 100 Hz. Automašīnas aizdedzes spoli var izmantot kā augstsprieguma transformatoru. Šajā gadījumā ierīces izejas spriegums sasniegs 30...35 kV. Augstsprieguma impulsu tiristoru ģeneratoru (11.15. att.) vada sprieguma impulsi, kas ņemti no relaksācijas ģeneratora, kas izgatavots uz dinistora VD1. Vadības impulsu ģeneratora darba frekvenci (15...25 Hz) nosaka pretestības R2 vērtība un kondensatora C1 kapacitāte.

Rīsi. 11.15. Tiristoru augstsprieguma impulsu ģeneratora elektriskā ķēde ar impulsu vadību.

Relaksācijas ģenerators ir savienots ar tiristora slēdzi caur impulsu transformatoru T1 tipa MIT-4. Kā izejas transformators T2 tiek izmantots Iskra-2 darsonvalizācijas aparāta augstfrekvences transformators. Spriegums ierīces izejā var sasniegt 20...25 kV.

Attēlā Attēlā 11.16 parādīta opcija vadības impulsu piegādei tiristoram VS1.

Bulgārijā izstrādātais sprieguma pārveidotājs (11.17. att.) satur divus posmus. Pirmajā no tiem galvenā elementa slodze, kas izgatavota uz tranzistora VT1, ir transformatora T1 tinums. Taisnstūra vadības impulsi periodiski ieslēdz/izslēdz tranzistora VT1 slēdzi, tādējādi pievienojot/atvienojot transformatora primāro tinumu.

Rīsi. 11.16. Tiristora slēdža vadīšanas iespēja.

Rīsi. 11.17. Divpakāpju augstsprieguma impulsu ģeneratora elektriskā ķēde.

Sekundārajā tinumā tiek inducēts palielināts spriegums, kas ir proporcionāls transformācijas koeficientam. Šo spriegumu iztaisno ar diode VD1 un uzlādē kondensatoru C2, kas ir savienots ar augstsprieguma transformatora T2 un tiristora VS1 primāro (zemsprieguma) tinumu. Tiristora darbību kontrolē sprieguma impulsi, kas ņemti no transformatora T1 papildu tinuma caur elementu ķēdi, kas koriģē impulsa formu.

Tā rezultātā tiristors periodiski ieslēdzas / izslēdzas. Kondensators C2 tiek izlādēts uz augstsprieguma transformatora primāro tinumu.

Augstsprieguma impulsu ģenerators, att. 11.18, kā vadības elements satur ģeneratoru, kura pamatā ir savienojuma tranzistors.

Rīsi. 11.18. Augstsprieguma impulsu ģeneratora ķēde ar vadības elementu, kas balstīts uz savienojuma tranzistoru.

Tīkla spriegumu iztaisno diodes tilts VD1 VD4. Rektificētā sprieguma viļņus izlīdzina kondensators C1, kondensatora uzlādes strāvu brīdī, kad ierīce ir pievienota tīklam, ierobežo rezistors R1. Caur rezistoru R4 tiek uzlādēts kondensators S3. Tajā pašā laikā tiek iedarbināts impulsu ģenerators, kas balstīts uz savienojuma tranzistoru VT1. Tās “sprūda” kondensators C2 tiek uzlādēts caur rezistoriem R3 un R6 no parametriskā stabilizatora (balasta rezistors R2 un zenera diodes VD5, VD6). Tiklīdz spriegums uz kondensatora C2 sasniedz noteiktu vērtību, tranzistors VT1 pārslēdzas, un tiristora VS1 vadības pārejai tiek nosūtīts atvēršanas impulss.

Kondensators SZ tiek izvadīts caur tiristoru VS1 uz transformatora T1 primāro tinumu. Uz tā sekundārā tinuma veidojas augstsprieguma impulss. Šo impulsu atkārtošanās ātrumu nosaka ģeneratora frekvence, kas, savukārt, ir atkarīga no ķēdes R3, R6 un C2 parametriem. Izmantojot regulēšanas rezistoru R6, jūs varat mainīt ģeneratora izejas spriegumu apmēram 1,5 reizes. Šajā gadījumā impulsa frekvence tiek regulēta 250... 1000 Hz robežās. Turklāt izejas spriegums mainās, izvēloties rezistoru R4 (no 5 līdz 30 kOhm).

Vēlams izmantot papīra kondensatorus (C1 un SZ nominālajam spriegumam vismaz 400 V); Diodes tiltam jābūt konstruētam tādam pašam spriegumam. Diagrammā norādītā vietā varat izmantot tiristoru T10-50 vai ārkārtējos gadījumos KU202N. Zenera diodēm VD5, VD6 ir jānodrošina kopējais stabilizācijas spriegums aptuveni 18 V.

Transformators ir izgatavots uz TVS-110P2 bāzes no melnbaltiem televizoriem. Tiek noņemti visi primārie tinumi un uz brīvās vietas tiek uzvilkti 70 PEL vai PEV stieples apgriezieni ar diametru 0,5...0,8 mm.

Augstsprieguma impulsu ģeneratora elektriskā ķēde, att. 11.19, sastāv no diodes-kondensatora sprieguma reizinātāja (diodes VD1, VD2, kondensatori C1 C4). Tā izeja rada pastāvīgu aptuveni 600 V spriegumu.

Rīsi. 11.19. Augstsprieguma impulsu ģeneratora ķēde ar tīkla sprieguma dubultotāju un sprūda impulsu ģeneratoru, kas balstīts uz savienojuma tranzistoru.

Kā ierīces sliekšņa elements tiek izmantots unijunction tranzistors VT1 tips KT117A. Spriegumu vienā no tā bāzēm stabilizē parametriskais stabilizators, kura pamatā ir KS515A tipa VD3 Zener diode (stabilizācijas spriegums 15 B). Caur rezistoru R4 tiek uzlādēts kondensators C5, un, kad spriegums tranzistora VT1 vadības elektrodā pārsniedz spriegumu tā pamatnē, VT1 pārslēdzas vadošā stāvoklī, un kondensators C5 tiek izlādēts uz tiristora VS1 vadības elektrodu.

Ieslēdzot tiristoru, kondensatoru ķēde C1 C4, kas uzlādēta līdz aptuveni 600...620 V spriegumam, tiek izvadīta pakāpju transformatora T1 zemsprieguma tinumā. Pēc tam tiristors izslēdzas, uzlādes-izlādes procesi tiek atkārtoti ar frekvenci, ko nosaka konstante R4C5. Rezistors R2 ierobežo strāvu īssavienojums kad tiristors ir ieslēgts un tajā pašā laikā tas ir kondensatoru C1 C4 uzlādes ķēdes elements.

Pārveidotāja ķēde (11.20. att.) un tās vienkāršotā versija (11.21. att.) ir sadalīta šādās sastāvdaļās: tīkla slāpēšanas filtrs (traucējumu filtrs); elektroniskais regulators; augstsprieguma transformators.

Rīsi. 11.20. Augstsprieguma ģeneratora elektriskā ķēde ar pārsprieguma aizsargs.

Rīsi. 11.21. Augstsprieguma ģeneratora elektriskā ķēde ar pārsprieguma aizsargu.

Shēma attēlā. 11.20 darbojas šādi. Kondensators SZ tiek uzlādēts caur diodes taisngriezi VD1 un rezistoru R2 līdz tīkla sprieguma amplitūdas vērtībai (310 V). Šis spriegums iet caur transformatora T1 primāro tinumu uz tiristora VS1 anodu. Gar otru atzaru (R1, VD2 un C2) kondensators C2 tiek lēnām uzlādēts. Kad tā uzlādes laikā tiek sasniegts dinistora VD4 pārrāvuma spriegums (25...35 V robežās), kondensators C2 tiek izlādēts caur tiristora VS1 vadības elektrodu un atver to.

Kondensators SZ gandrīz uzreiz tiek izlādēts caur atvērto tiristoru VS1 un transformatora T1 primāro tinumu. Impulsu mainīgā strāva sekundārajā tinumā T1 inducē augstu spriegumu, kura vērtība var pārsniegt 10 kV. Pēc kondensatora SZ izlādes tiristors VS1 aizveras un process atkārtojas.

Kā augstsprieguma transformators tiek izmantots televīzijas transformators, no kura tiek noņemts primārais tinums. Jaunajam primārajam tinumam tiek izmantota tinuma stieple ar diametru 0,8 mm. Pagriezienu skaits 25.

Barjerfiltra induktoru L1, L2 ražošanai vislabāk ir piemēroti augstfrekvences ferīta serdeņi, piemēram, 600NN ar diametru 8 mm un garumu 20 mm, katram no kuriem ir aptuveni 20 tinumu stieples apgriezieni ar diametru 0,6 ...0,8 mm.

Rīsi. 11.22. Divpakāpju augstsprieguma ģeneratora elektriskā ķēde ar lauka tranzistora vadības elementu.

Divpakāpju augstsprieguma ģenerators (autors Andress Estabans de la Plaza) satur transformatora impulsu ģeneratoru, taisngriezi, laika RC ķēdi, galveno elementu uz tiristora (triac), augstsprieguma rezonanses transformatoru un tiristora darbību. vadības ķēde (11.22. att.).

Tranzistora TIP41 KT819A analogs.

Zemsprieguma transformatora sprieguma pārveidotājs ar krustojumu atsauksmes, kas samontēts uz tranzistoriem VT1 un VT2, rada impulsus ar atkārtošanās frekvenci 850 Hz. Lai atvieglotu darbību, kad plūst lielas strāvas, tranzistori VT1 un VT2 ir uzstādīti uz vara vai alumīnija radiatoriem.

Izejas spriegums, kas noņemts no zemsprieguma pārveidotāja transformatora T1 sekundārā tinuma, tiek izlīdzināts ar diodes tiltu VD1 VD4 un uzlādē kondensatorus S3 un C4 caur rezistoru R5.

Tiristoru pārslēgšanas slieksni kontrolē sprieguma regulators, kas ietver lauka efekta tranzistors VTZ.

Turklāt pārveidotāja darbība būtiski neatšķiras no iepriekš aprakstītajiem procesiem: uz transformatora zemsprieguma tinuma notiek periodiska kondensatoru uzlāde/izlāde un rodas slāpētas elektriskās svārstības. Pārveidotāja izejas spriegums, izmantojot izejā kā aizdedzes spoles pakāpju transformatoru no automašīnas, sasniedz 40...60 kV pie aptuveni 5 kHz rezonanses frekvences.

Transformators T1 (izvades horizontālais skenēšanas transformators) satur 2x50 stieples apgriezienus ar diametru 1,0 mm, kas savīti bifilāri. Sekundārais tinums satur 1000 vijumus ar diametru 0,20...0,32 mm.

Ņemiet vērā, ka mūsdienu bipolāros un lauka efekta tranzistorus var izmantot kā kontrolētus galvenos elementus.

Cilvēka kontakts ar ķēdi ar atlikušo lādiņu. Termins atlikušais attiecas uz atlikušās maksas summu noteikts laiksķēdē pēc sprieguma noņemšanas no tās. Elektroiekārtām šajā gadījumā ir kapacitāte un kā kondensators saglabā potenciālu attiecībā pret zemi.

Cilvēka nejauša saskare ar uzlādētu konteineru noved pie tā izlādes un potenciāla aizplūšanas ar strāvu. Es h caur ķermeni uz zemi.

Nosacījumi strāvas ķēdes izveidošanai. Elektriskās ķēdes kapacitāte attiecībā pret zemi un starp fāzēm ir atkarīga no dizaina iezīmes iekārtas. Līnijas garums, veids (kabelis vai gaisvads), izolācijas stāvoklis, spriegumaktīvo daļu zemējums ietekmē kapacitātes lielumu un atlikušais lādiņš, attiecīgi.

Ir svarīgi saprast, ka, lai uzlādētu ķēdes jaudu, nav nepieciešams to savienot ar galveno barošanas avotu un pēc tam to izslēgt. Ir arī citi, mazāk pamanāmi un tāpēc bīstami veidi, kā radīt kapacitatīvo potenciālu.

Strādājot ar megohmetru, ierīces spriegums tiek pielikts starp pārbaudāmajām kopnēm (visām vai atsevišķi) un/vai zemējumu. Rodas kapacitatīvs lādiņš, kas saglabājas ilgu laiku.

Tāpēc pēc katras darbības tas ir jānoņem ar sagatavotu pārnēsājamu zemējuma ierīci.

Transformatoru ierīcēm atvienotā stāvoklī tiek pārbaudīta tinumu polaritāte. Lai to izdarītu, neliels pastāvīgs spriegums līdz 6 voltiem tiek impulsēts un noņemts vienā tinumā, un otrajā tiek kontrolēts ar mērinstrumentiem. Ja cilvēks saskaras ar šo tinumu, pārveidotais impulss viņu ievainos.

Tālāk redzama vienfāzes ķēde iespējamais veids gūstot savainojumus.

Laboratorijas darbs Nr.6

KONDENSATORA UZLĀDĒŠANAS UN IZLĀDĒŠANAS PROCESU IZPĒTE

DARBA MĒRĶIS

Kondensatoru uzlādes un izlādes procesu izpēte R.C.- shēmas, iepazīšanās ar impulsu elektroniskajā tehnoloģijā izmantoto ierīču darbību.

DARBA TEORĒTISKAIS PAMATS

Apskatīsim diagrammu, kas parādīta attēlā. 1. Ķēdē ir iekļauts avots līdzstrāva, aktīvā pretestība un kondensators, kurā aplūkosim uzlādes un izlādes procesus. Mēs analizēsim šos procesus atsevišķi.

Kondensatora izlāde.

Ļaujiet vispirms strāvas avotu e savienot ar kondensatoru C caur pretestību R. Pēc tam kondensators uzlādēsies, kā parādīts attēlā. 1. Pārvietosim taustiņu K no pozīcijas 1 uz pozīciju 2. Rezultātā kondensators tiek uzlādēts līdz spriegumam e, sāks izlādēties caur pretestību R. Ņemot vērā strāvu pozitīvo, kad tā tiek virzīta no kondensatora pozitīvi lādētās plāksnes uz negatīvi lādētu, mēs varam rakstīt

https://pandia.ru/text/78/025/images/image003_47.gif" width="69 height=25" height="25">, , (1)

Kur i– strāvas momentānā vērtība ķēdē, kuras mīnusa zīme norāda, ka strāvas parādīšanos ķēdē i saistīta ar uzlādes samazināšanos q uz kondensatora;

q Un AR- kondensatora uzlādes un sprieguma momentānās vērtības.

Acīmredzot pirmās divas izteiksmes atspoguļo attiecīgi strāvas un elektriskās jaudas definīcijas, un pēdējā ir Ohma likums ķēdes sadaļai.

No pēdējām divām attiecībām mēs izsakām pašreizējo spēku išādā veidā:

https://pandia.ru/text/78/025/images/image006_31.gif" width="113" height="53 src=">. (2)

18. Kāpēc šajā instalācijā shēmas shēmā nav parādīts līdzstrāvas avots?

19. Vai šajā instalācijā ir iespējams izmantot sinusoidālo sprieguma ģeneratoru vai zāģa zoba sprieguma ģeneratoru?

20. Kādu impulsu frekvenci un ilgumu vajadzētu radīt ģeneratoram?

21. Kāpēc šajā ķēdē ir nepieciešama aktīvā pretestība? R? Kādam jābūt tā izmēram?

22. Kāda veida kondensatorus un rezistorus var izmantot šajā instalācijā?

23. Kādas vērtības var būt kapacitātei un pretestībai šajā ķēdē?

24. Kāpēc nepieciešama osciloskopa signālu sinhronizācija?

25. Kā viņi panāk optimālais veids signāls osciloskopa ekrānā? Kādas korekcijas tiek piemērotas?

26. Kāda ir atšķirība starp kondensatora uzlādes un izlādes ķēdēm?

27. Kādi mērījumi jāveic, lai noteiktu kondensatora kapacitāti R.C.- ķēdes?

28. Kā novērtēt mērījumu kļūdas iekārtas ekspluatācijas laikā?

29. Kā uzlabot relaksācijas laika noteikšanas precizitāti R.C.- ķēdes?

30. Nosauc veidus, kā uzlabot kondensatora kapacitātes noteikšanas precizitāti.