8-900-374-94-44
[email protected]
Slide Image
Меню

Импульсный тока источник: Принцип работы импульсного источника питания

Программируемый импульсный источник питания постоянного тока стоечного исполнения (19″), 2U, мощностью до 5200 Вт Gen-500-10

  • Главная
  • Каталог
  • Радиоизмерительные приборы, оборудование для лабораторий
  • Источники питания
  • Импульсные источники питания постоянного тока
  • Программируемые импульсные источники питания TDK-Lambda серии Genesys, 2U, до 5200 Вт
  • Программируемый импульсный источник питания постоянного тока стоечного исполнения (19″), 2U, мощностью до 5200 Вт Gen-500-10

Источник питания пост. тока программируемый, Uвых 0-500 В, ток нагрузки 0-10 А; высота 2U, Pвых 5000 Вт. Рабочие условия 0…50 °C

Основные характеристики:

  • Линейка из 28 моделей: выходное напряжение до 600 В, выходной ток до 500 А, макс. мощность до 3300 Вт и 5000 Вт
  • Режим стабилизации тока (СС) и напряжения (CV)
  • ЖК-дисплей, одновременная индикация режимов работы и выходных параметров
  • Управление с передней панели и дистанционное (аналоговое и цифровое)
  • Программируемый цифровой интерфейс
  • Возможность параллельного включения до 4-х источников
  • Высокий КПД (0,99), высокая стабильность, малый дрейф
  • Активный корректор коэффициента мощности
  • Встроенная программа самотестирования, блокировка органов управления передней панели
  • Защита от перенапряжения, перегрузки по току, термостабилизация
  • Встроенный источник звукового предупреждения, память настроек (профиль перед выключением)
  • Стоечное исполнение 19″, размер 2U
  • Интерфейс RS-232, RS-485
  • Опционально (вариант исполнения): GPIB, LAN, интерфейс аналогового ДУ, программирования и мониторинга (0…5 В / 0…10 В / 4. .20 мА)

Цена приведена как справочная информация, не является публичной офертой, определяемой положениями статьи 437 Гражданского кодекса Российской Федерации. Для уточнения цены и сроков поставки просьба обратиться к специалистам компании по телефонам (343) 222-03-40, 382-03-40, 382-03-69 или отправить запрос по электронной почте [email protected].

Импульсные источники питания, теория и простые схемы

Импульсный источник питания — это инверторная система, в которой входное переменное напряжение выпрямляется, а потом полученное постоянное напряжение преобразуется в импульсы высокой частоты и установленой скважности, которые как правило, подаются на импульсный трансформатор.

Импульсные трансформаторы изготавливаются по такому же принципу, как и низкочастотные трансформаторы, только в качестве сердечника используется не сталь (стальные пластины), а феромагнитные материалы — ферритовые сердечники.

Рис. Как работает импульсный источник питания.

Выходное напряжение импульсного источника питания стабилизировано, это осуществляется посредством отрицательной обратной связи, что позволяет удерживать выходное напряжение на одном уровне даже при изменении входного напряжения и нагрузочной мощности на выходе блока.

Обратная отрицательная связь может быть реализована при помощи одной из дополнительных обмоток в импульсном трансформаторе, или же при помощи оптрона, который подключается к выходным цепям источника питания. Использование оптрона или же одной из обмоток трансформатора позволяет реализовать гальваническую развязку от сети переменного напряжения.

Основные плюсы импульсных источников питания (ИИП):

  • малый вес конструкции;
  • небольшие размеры;
  • большая мощность;
  • высокий КПД;
  • низкая себестоимость;
  • высокая стабильность работы;
  • широкий диапазон питающих напряжений;
  • множество готовых компонентных решений.

К недостаткам ИИП можно отнести то что такие блоки питания являются источниками помех, это связано с принципом работы схемы преобразователя. Для частичного устранения этого недостатка используют экранировку схемы. Также из-за этого недостатка в некоторых устройствах применение данного типа источников питания является невозможным.

Импульсные источники питания стали фактически непре­менным атрибутом любой современной бытовой техники, потреб­ляющей от сети мощность свыше 100 Вт. В эту категорию попадают компьютеры, телевизоры, мониторы.

Для создания импульсных источников питания, примеры конкретного воплощения которых будут приведены ниже, приме­няются специальные схемные решения.

Так, для исключения сквозных токов через выходные тран­зисторы некоторых импульсных источников питания используют специальную форму импульсов, а именно, биполярные импульсы прямоугольной формы, имеющие между собой промежуток во времени.

Продолжительность этого промежутка должна быть больше времени рассасывания неосновных носителей в базе вы­ходных транзисторов, иначе эти транзисторы будут повреждены.

Ширина управляющих импульсов с целью стабилизации выходно­го напряжения может изменяться с помощью обратной связи.

Обычно для обеспечения надежности в импульсных ис­точниках питания используют вьюоковольтные транзисторы, ко­торые в силу технологических особенностей не отличаются в лучшую сторону (имеют низкие частоты переключения, малые коэффициенты передачи по току, значительные токи утечки, большие падения напряжения на коллекторном переходе в от­крытом состоянии).

Особенно это касается устаревших ныне мо­делей отечественных транзисторов типа КТ809, КТ812, КТ826, КТ828 и многих других. Стоит сказать, что в последние годы поя­вилась достойная замена биполярным транзисторам, традицион­но используемых в выходных каскадах импульсных источников питания.

Это специальные высоковольтные полевые транзисто­ры отечественного, и, главным образом, зарубежного производ­ства. Кроме того, существуют многочисленные микросхемы для импульсных источников питания.

Схема генератора импульсов регулируемой ширины

Биполярные симметричные импульсы регулируемой ши­рины позволяет получить генератор импульсов по схеме на рис. 1. Устройство может быть использовано в схемах авторегулирования выходной мощности импульсных источников питания. На микросхеме DD1 (К561ЛЕ5/К561 ЛАТ) собран гене­ратор прямоугольных импульсов со скважностью, равной 2.

Симметрии генерируемых импульсов добиваются регулировкой резистора R1. Рабочую частоту генератора (44 кГц) при необхо­димости можно изменить подбором емкости конденсатора С1.

Рис. 1. Схема формирователя биполярных симметричных импульсов регулируемой длительности.

На элементах DA1.1, DA1.3 (К561КТЗ) собраны компарато­ры напряжения; на DA1.2, DA1.4 — выходные ключи. На входы компараторов-ключей DA1.1, DA1.3 в противофазе через форми­рующие RC-диодные цепочки (R3, С2, VD2 и R6, СЗ, VD5) пода­ются прямоугольные импульсы.

Заряд конденсаторов С2, СЗ происходит по экспоненциальному закону через R3 и R5, соответ­ственно; разряд — практически мгновенно через диоды VD2 и VD5. Когда напряжение на конденсаторе С2 или СЗ достигнет по­рога срабатывания компараторов-ключей DA1. 1 или DA1.3, соот­ветственно, происходит их включение, и резисторы R9 и R10, а также управляющие входы ключей DA1.2 и DA1.4 подключаются к положительному полюсу источника питания.

Поскольку включение ключей производится в противофазе, такое переключение происходит строго поочередно, с паузой меж­ду импульсами, что исключает возможность протекания сквозного тока через ключи DA1.2 и DA1.4 и управляемые ими транзисторы преобразователя, если генератор двухполярных импульсов ис­пользуется в схеме импульсного источника питания.

Плавное ре­гулирование ширины импульсов осуществляется одновременной подачей стартового (начального) напряжения на входы компарато­ров (конденсаторы С2, СЗ) с потенциометра R5 через диодно-ре-зистивные цепочки VD3, R7 и VD4, R8. Предельный уровень управляющего напряжения (максимальную ширину выходных им­пульсов) устанавливают подбором резистора R4.

Сопротивление нагрузки можно подключить по мостовой схеме — между точкой соединения элементов DA1.2, DA1. 4 и кон­денсаторами Са, Сb. Импульсы с генератора можно подать и на транзисторный усилитель мощности.

При использовании генератора двухполярных импульсов в схеме импульсного источника питания в состав резистивного де­лителя R4, R5 следует включить регулирующий элемент — поле­вой транзистор, фотодиод оптрона и т.д., позволяющий при уменьшении/увеличении тока нагрузки автоматически регулиро­вать ширину генерируемого импульса, управляя тем самым вы­ходной мощностью преобразователя.

В качестве примера практической реализации импульсных источников питания приведем описания и схемы некоторых из них.

Схема испульсного источника питания

Импульсный источник питания (рис. 2) состоит из выпря­мителей сетевого напряжения, задающего генератора, формиро­вателя прямоугольных импульсов регулируемой длительности, двухкаскадного усилителя мощности, выходных выпрямителей и схемы стабилизации выходного напряжения.

Задающий генератор выполнен на микросхеме типа К555ЛАЗ (элементы DDI . 1, DDI .2) и вырабатывает прямоугольные импульсы частотой 150 кГц. На элементах DD1.3, DD1.4 собран RS-триггер, на выходе которого частота вдвое меньше — 75 кГц. Узел управления длительностью коммутирующих импульсов реализован на микро­схеме типа К555ЛИ1 (элементы DD2.1, DD2.2), а регулировка дли­тельности осуществляется с помощью оптрона U1.

Выходной каскад формирователя коммутирующих импуль­сов собран на элементах DD2.3, DD2.4. Максимальная мощность на выходе формирователя импульсов достигает 40 мВт. Предва­рительный усилитель мощности выполнен на транзисторах VT1, VT2 типа КТ645А, а оконечный — на транзисторах VT3, VT4 типа КТ828 или более современных. Выходная мощность каскадов — 2 и 60…65 Вт, соответственно.

На транзисторах VT5, VT6 и оптроне U1 собрана схема стабилизации выходного напряжения. Если напряжение на выхо­де источника питания ниже нормы (12 В), стабилитроны VD19, VD20 {КС182+КС139) закрыты, транзистор VT5 закрыт, транзи­стор VT6 открыт, через светодиод (U1.2) оптрона протекает ток, ограниченный сопротивлением R14; сопротивление фотодиода (U1. 1) оптрона минимально.

Сигнал, снимаемый с выхода элемен­та DD2.1 и поступающий на входы схемы совпадения DD2.2 на­прямую и через регулируемый элемент задержки (R3 — R5, С4, VD2, U1.1), в силу его малой постоянной времени поступает практически одновременно на входы схемы совпадения (элемент DD2.2).

На выходе этого элемента формируются широкие управ­ляющие импульсы. На первичной обмотке трансформатора Т1 (выходах элементов DD2.3, DD2.4) формируются двухполярные импульсы регулируемой длительности.

Рис. 2. Схема импульсного источника питания.

Если по какой-либо причине напряжение на выходе источни­ка питания будет увеличиваться сверх нормы, через стабилитроны VD19, VD20 начнет протекать ток, транзистор VT5 приоткроется, VT6 — закроется, уменьшая ток через светодиод оптрона U1.2.

При этом возрастает сопротивление фотодиода оптрона U1.1. Длительность управляющих импульсов уменьшается, и происхо­дит уменьшение выходного напряжения (мощности). При коротком замыкании нагрузки светодиод оптрона гаснет, сопротивление фотодиода оптрона максимально, а длительность управляющих импульсов — минимальна. 2, вторичная обмотка имеет 3×6 витков провода ПЭВ-2 1,28 мм (параллельное включение). При подключении обмоток трансформаторов необходимо правильно их фазировать. Начала обмоток показаны на рисунке звездочками.

Источник питания работоспособен в диапазоне измене­ния сетевого напряжения 130…250 В. Максимальная выходная мощность при симметричной нагрузке достигает 60…65 Вт (ста­билизированное напряжение положительной и отрицательной по­лярности 12 S и стабилизированное напряжение переменного тока частотой 75 кГц, снимаемые,со вторичной обмотки транс­форматора Т3). Напряжение пульсаций на выходе источника пи­тания не превышает 0,6 В.

При налаживании источника питания сетевое напряжение на него подают через разделительный трансформатор или фер-рорезонансный стабилизатор с изолированным от сети выходом. Все перепайки в источнике допустимо производить только при полном отключении устройства от сети.

Последовательно с вы­ходным каскадом на время налаживания устройства рекоменду­ется включить лампу накаливания 60 Вт на 220 В. Эта лампа защитит выходные транзисторы в случае ошибок в монтаже. Оптрон U1 должен иметь напряжение пробоя изоляции не менее 400 В. Работа устройства без нагрузки не допускается.

Сетевой импульсный источник питания

Сетевой импульсный источник питания (рис. 3) разрабо­тан для телефонных аппаратов с автоматическим определителем номера или для других устройств с потребляемой мощностью 3…5Вт, питаемых напряжением 5…24В.

Источник питания защищен от короткого замыкания на вы­ходе. Нестабильность выходного напряжения не превышает 5% при изменении напряжения питания от 150 до 240 В и тока нагруз­ки в пределах 20… 100% от номинального значения.

Управляемый генератор импульсов обеспечивает на базе транзистора VT3 сигнал частотой 25…30 кГц.

Дроссели L1, L2 и L3 намотаны на магнитопроводах типа К10x6x3 из пресспермаллоя МП140. Обмотки дросселя L1, L2 со­держат по 20 витков провода ПЭТВ 0,35 мм и расположены каж­дая на своей половине кольца с зазором между обмотками не менее 1 мм.

Дроссель L3 наматывают проводом ПЭТВ 0,63 мм виток к витку в один слой по внутреннему периметру кольца. Трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе Б22 из феррита М2000НМ1.

Рис. 3. Схема сетевого импульсного источника питания.

Его обмотки наматывают на разборном каркасе ви­ток к витку проводом ПЭТВ и пропитывают клеем. Первой нама­тывают в несколько слоев обмотку I, содержащую 260 витков провода 0,12 мм. Таким же проводом наматывают экранирующую обмотку с одним выводом (на рис. 3 показана пунктирной лини­ей), затем наносят клей БФ-2 и обматывают одним слоем лакот-кани.

Обмотку III наматывают проводом 0,56 мм. Для выходного напряжения 5В она содержит 13 витков. Последней наматывают обмотку II. Она содержит 22 витка провода 0,15…0,18 мм. Между чашками обеспечивают немагнитный зазор.

Высоковольтный источник постоянного напряжения

Для создания высокого напряжения (30…35 кВ при токе на­грузки до 1 мА) для питания электроэффлювиальной люстры (люстры А. Л. Чижевского) предназначен источник питания посто­янного тока на основе специализированной микросхемы типа К1182ГГЗ.

Источник питания состоит из выпрямителя сетевого напря­жения на диодном мосте VD1, конденсатора фильтра С1 и высоковольтного полумостового автогенератора на микросхеме DA1 типа К1182ГГЗ. Микросхема DA1 совместно с трансформатором Т1 преобразует постоянное выпрямленное сетевое напряжение в высокочастотное (30…50 кГц) импульсное.

Выпрямленное сетевое напряжение поступает на микросхе­му DA1, а стартовая цепочка R2, С2 запускает автогенератор микросхемы. Цепочки R3, СЗ и R4, С4 задают частоту генерато­ра. Резисторы R3 и R4 стабилизируют длительность полуперио­дов генерируемых импульсов. Выходное напряжение повышается обмоткой L4 трансформатора и подается на умножитель напря­жения на диодах VD2 — VD7 и конденсаторах С7 — С12. Выпрям­ленное напряжение подается на нагрузку через ограничительный резистор R5.

Конденсатор сетевого фильтра С1 рассчитан на рабочее на­пряжение 450 В (К50-29), С2 — любого типа на напряжение 30 В. Конденсаторы С5, С6 выбирают в пределах 0,022…0,22 мкФ на напряжение не менее 250 В (К71-7, К73-17). Конденсаторы умно­жителя С7 — С12 типа КВИ-3 на напряжение 10 кВ. Возможна за­мена на конденсаторы типов К15-4, К73-4, ПОВ и другие на рабочее напряжение 10кB или выше.

Рис. 4. Схема высоковольтного источника питания постоянного тока.

Высоковольтные диоды VD2 — VD7 типа КЦ106Г (КЦ105Д). Ограничительный резистор R5 типа КЭВ-1. Его можно заменить тремя резисторами типа МЛТ-2 по 10 МОм.

В качестве трансфор­матора используется телевизионный строчный трансформатор, например, ТВС-110ЛА. ВЬюоковольтную обмотку оставляют, ос­тальные удаляют и на их месте размещают новые обмотки. Об­мотки L1, L3 содержат по 7 витков провода ПЭЛ 0,2 мм, а обмотка L2 — 90 витков такого же провода.

Цепочку резисторов R5, ограничивающих ток короткого замыкания, рекомендуется включить в «минусовой» провод, кото­рый подводится к люстре. Этот провод должен иметь вьюоко-вольтную изоляцию.

Корректор коэффициента мощ­ности

Устройство, именуемое корректором коэффициента мощ­ности (рис. 5), собрано на основе специализированной микро­схемы TOP202YA3 (фирма Power Integration) и обеспечивает коэффициент мощности не менее 0,95 при мощности нагрузки 65 Вт. Корректор приближает форму тока, потребляемую нагруз­кой, к синусоидальной.

Рис. 5. Схема корректора коэффициента мощности на микро­схеме TOP202YA3.

Максимальное напряжение на входе — 265 В. Средняя час­тота преобразователя — 100 кГц. КПД корректора — 0,95.

Импульсный источник питания с микросхемой

Схема источника питания с микросхемой той же фирмы Po­wer Integration показана на рис. 6. В устройстве применен полупроводниковый ограничитель напряжения — 1,5КЕ250А.

Пре­образователь обеспечивает гальваническую развязку выходного напряжения от напряжения сети. При указанных на схеме номина­лах и элементах устройство позволяет подключать нагрузку, по­требляющую 20 Вт при напряжении 24 В. КПД преобразователя приближается к 90%. Частота преобразования — 100 Гц. Устрой­ство защищено от коротких замыканий в нагрузке.

Рис. 6. Схема импульсного источника питания 24В на микросхеме фирмы Power Integration.

Выходная мощность преобразователя определяется типом используемой микросхемы, основные характеристики которых приведены в таблице 1.

Таблица 1. Характеристики микросхем серии TOP221Y — TOP227Y.

Тип микросхемы Рmax, Вт Ток срабатывания защиты, А Сопротивление открытого тран­зистора, Ом
TOP221Y 7 0,25 31,2
T0P222Y 15 0,5 15,6
T0P223Y 30 1 7,8
T0P224Y 45 1,5 5,2
T0P225Y 60 2 3,9
T0P226Y 75 2,5 3,1
T0P227Y 90 3 2,6

Простой и высокоэффек­тивный преобразователь напряжения

На основе одной из микросхем ТОР200/204/214 фирмы Power Integration может быть собран простой и высокоэффек­тивный преобразователь напряжения (рис. 7) с выходной мощ­ностью до 100 Вт.

Рис. 7. Схема импульсного Buck-Boost преобразователя на микросхеме ТОР200/204/214.

Преобразователь содержит сетевой фильтр (С1, L1, L2), мостовой выпрямитель (VD1 — VD4), собственно сам преобразо­ватель U1, схему стабилизации выходного напряжения, выпрями­тели и выходной LC-фильтр.

Входной фильтр L1, L2 намотан в два провода на феррито-вом кольце М2000 (2×8 витков). Индуктивность полученной катуш­ки — 18…40 мГн. Трансформатор Т1 выполнен на ферритовом сердечнике со стандартным каркасом ETD34 фирмы Siemens или Matsushita, хотя можно использовать и иные импортные сердечни­ки типа ЕР, ЕС, EF или отечественные Ш-образные ферритовые сердечники М2000.

Обмотка I имеет 4×90 витков ПЭВ-2 0,15 мм; II — 3×6 того же провода; III — 2×21 витков ПЭВ-2 0,35 мм. Все об­мотки наматывают виток к витку. Между слоями должна быть обеспечена надежная изоляция.

Источник: Шустов М.А. Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения (2002).

Исправления: в схеме на рисунке 3 для катушки L2 изменена точка, указывающая начало намотки.

Генерация выходного сигнала генератора импульсного тока

Грозовые разряды включают в себя как импульсы высокого напряжения, так и импульсы сильного тока на линиях электропередачи. Защитное снаряжение, такое как стабилизаторы перенапряжения, должно отводить токи молнии без повреждений. Таким образом, генерация формы выходного сигнала генератора импульсного тока большой амплитуды (≈ 100 кА пик) находит применение в испытательных работах, а также в фундаментальных исследованиях нелинейных резисторов.

Определение форм импульсного тока:

Форма волны, используемая при тестировании отводных устройств, составляет 4/10 и 8/20 мкс, цифры представляют номинальное время фронта и хвоста волны соответственно (см. рис. 6.14). Допустимые допуски для них составляют только ±10%. Помимо стандартной формы выходного сигнала генератора импульсного тока, для тестирования также используются прямоугольные волны большой длительности. Форма волны должна быть номинально прямоугольной формы. Прямоугольные волны обычно имеют длительность порядка от 0,5 до 5 мс, при этом времена нарастания и спада волн составляют менее ± 10% от их общей продолжительности. Допуск, допустимый для пикового значения, составляет +20% и –0% (пиковое значение может быть больше указанного значения, но не меньше). Продолжительность волны определяется как общее время волны, в течение которого ток составляет не менее 10 % от своего пикового значения.

Цепь для создания волн импульсного тока:

Для создания импульсных токов большой величины батарея конденсаторов, соединенных параллельно, заряжается до заданного значения и разряжается через последовательную цепь R-L, как показано на рис. 6.20. C представляет собой батарею конденсаторов, соединенных параллельно, которые заряжаются от постоянного тока. источник на напряжение до 200 кВ. R представляет собой динамическое сопротивление объекта испытаний, а также сопротивление цепи и шунта. L представляет собой сильноточный индуктор с воздушным сердечником, обычно представляющий собой спиральную трубку из нескольких витков.

Если конденсатор заряжается до напряжения V и разряжается при срабатывании искрового разрядника, ток i m будет определяться уравнением i m равно

Время, необходимое для того, чтобы ток i m поднялся от нуля до первого пикового значения, составляет

. Можно показать, что максимальное значение i m обычно не зависит значение V и C для данной энергии W = 1/2 CV 2 , а эффективная индуктивность L.

(6.25), что низкая индуктивность необходима для того, чтобы получить высокие величины тока для заданного зарядного напряжения V. форма волны и время хвоста волны аналогичны определению, данному для волн импульсного напряжения. Таким образом, ток i m выражается следующим образом.

с этим определением, время до фронта t 1  = t = 1/βtanh -1 (β/α) и время до хвоста t 2 является комплексной функцией как β, так и α. Для волны 8/20 мкСм значения t 1 , t 2 и пиковое значение I m выводятся как α = 0,0535 x 10 6 , β = 0,113 x 10 6 м = VC/14 при LC = 65. Значения R, L и C выражены в омах, Генна и Фарады, а V, I выражены в кВ и кА.

Генерация больших импульсных токов:

Для получения больших значений импульсных токов несколько конденсаторов заряжаются и параллельно разряжаются в цепь. Расположение конденсаторов показано на рис. 6.20в. Чтобы минимизировать эффективную индуктивность, конденсаторы подразделяются на более мелкие блоки. Если имеется n

1 групп конденсаторов, каждая из которых состоит из n 2 единиц, и если L 0 — индуктивность общего разрядного пути, L 1 соответствует индуктивности каждой группы, а L 2 соответствует индуктивности каждого блока, тогда эффективная индуктивность L определяется как

Кроме того, расположение конденсаторов в форме подковы минимизирует эффективную индуктивность нагрузки (табл. 4). ). Существенными частями формы выходного сигнала генератора импульсного тока являются:

  • a d.c. зарядное устройство, подающее переменное напряжение на батарею конденсаторов,
  • конденсаторы большой емкости (от 0,5 до 5 мкФ), каждый с очень низкой собственной индуктивностью, способные выдавать большие токи короткого замыкания,
  • дополнительный индуктор с воздушным сердечником большой силы тока,
  • собственные шунты и осциллограф для целей измерения и
  • блок запуска и разрядник для инициирования тока

Генерация прямоугольных импульсов тока:

Генерация прямоугольных импульсов тока большой силы (несколько сотен ампер и длительностью до 5 мс) может быть осуществлена ​​путем разрядки предварительно заряженной импульсной сети или кабеля. Базовая схема для получения прямоугольных импульсов представлена ​​на рис. 6.21. Длина кабеля или эквивалентной сети, формирующей импульсы, заряжается до определенного значения постоянного тока. Напряжение. При коротком замыкании искрового разрядника

где

  • R с – Зарядный резистор
  • S – Спусковой разрядник
  • Т – Тестовый объект
  • L–C – Сеть формирования импульсов
  • R – Делитель напряжения для измерения напряжения
  • R ш – Токовый шунт для измерения тока

Для получения прямоугольного импульса коаксиальный кабель импульсного сопротивления Z 0  = √L 0 /C 0  (где L 0 — индуктивность, а C 0 — емкость на единицу длины). Если кабель заряжается до напряжения V и разряжается через испытуемый объект сопротивлением R, импульс тока I определяется как I= V/(Z 0 + R). Импульсное напряжение RV/(R +Z 0 ) создается на объекте испытаний R, а импульсный ток поддерживается волной напряжения (V-IR). При R = Z 0 отраженная волна от открытого конца кабеля прекращает подачу импульсного тока в объект контроля, и импульсное напряжение становится равным V/2.

На практике трудно получить коаксиальный кабель достаточной емкости и длины. Часто используются искусственные линии передачи с сосредоточенными L и C, как показано на рис. 6.21b. Обычно от 6 до 9 секций L-C будет достаточно, чтобы получить хорошие прямоугольные волны. Длительность импульса в секундах (t) определяется выражением t = 2 (n – 1) √LC, где n — количество используемых секций, C — емкость на ступень или секцию, а L — индуктивность на ступень. или раздел.

Формы сигналов тока, создаваемые искусственной линией или импульсной сетью и коаксиальным кабелем, показаны на рис. 6.22а и б.

Конденсатор

— как отреагирует индуктор, если я подам импульс тока в параллельный резервуар LC?

спросил

Изменено 7 лет, 3 месяца назад

Просмотрено 965 раз

\$\начало группы\$

Что произойдет, если я подам импульс тока в параллельный резервуар LC? Как будет выглядеть ток, протекающий через индуктор, с течением времени?

Если мы посмотрим на дельта-функцию в S-области (преобразование Лапласа), то увидим, что энергия равномерно распределена по s-области. Это означает, что дельта-функцию нельзя рассматривать просто как высокочастотный сигнал.

Это означает, что часть импульса тока будет протекать через конденсатор, а часть — через катушку индуктивности.

Так как это резервуары LC (предположим, что они идеальные резервуары LC), то будут происходить колебания. Этот случай, который первым отреагирует на это колебание: индуктор? или конденсатор? индуктор сначала начнет сбрасывать ток в конденсатор? или конденсатор сначала начнет сбрасывать ток на индуктор?

Я хочу знать, что вы, ребята, думаете об этой проблеме

Спасибо,

  • конденсатор
  • ток
  • индуктор
  • колебания

\$\конечная группа\$

0

\$\начало группы\$

Предполагая, что при \$t=0\$ применяется единичный импульсный ток, анализ преобразования Лапласа дает:

\$I_C=-\omega \:sin(\omega t)\$

\$I_L=\omega \:sin(\omega t)\$

и напряжение на комбинации:

\$V=\frac{1}{C}\:cos(\omega t)\$

где \$\omega =\ frac{1}{\sqrt{LC}}\$

Токи L и C синусоидальны и имеют разность фаз 180 градусов, поэтому общий ток, протекающий через комбинацию, равен нулю, но есть синусоидальный ток \$\omega\:sin (\omega t)\$, циркулирующие через L и C. Кроме того, в комбинации присутствует (ко)синусоидальное напряжение. При \$t=0\$ конденсатор мгновенно заряжается до \$V=\frac{1}{C}\$ единичным импульсным током, отсюда и косинусоидальная функция напряжения.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Подача импульса тока на параллельный бак L-C аналогична удару молотком по колоколу. Если до этого ничего не происходило (напряжения и токи были 0), то это запустит звон бака.

Катушка индуктивности не может мгновенно изменить свой ток, но конденсатор может (я предполагаю, что мы говорим здесь о теоретических идеальных компонентах). Импульс не окажет непосредственного влияния на состояние катушки индуктивности.

Импульс тока на конденсаторе вызывает скачкообразное изменение напряжения. В зависимости от того, добавляет ли этот шаг существующее напряжение или вычитает его, он либо добавляет, либо вычитает энергию из системы.

Например, если вы попали в систему с +1 В, когда на конденсаторе -1 В, а ток равен 0, то вы только что удалили всю энергию из системы, и теперь все просто останется там при 0. С другой стороны, если напряжение было +1 В, а ток равен 0, теперь вы удвоили напряжение и учетверили энергию системы. Амплитуды синусов напряжения и тока будут в два раза больше, чем раньше.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Если это импульс, то он весь потечет в конденсатор. Индикатор не может изменить свой ток мгновенно.

Наилучший способ охарактеризовать импульс тока – это общий сброшенный заряд (интеграл от current.dt). По сути, вы получите то же самое, как если бы вы подключили заряженный конденсатор (ith Q = сброс заряда) через индуктор — это начинает звон.

\$\конечная группа\$

0

\$\начало группы\$

Что произойдет, если я подам импульс тока в параллельный резервуар LC? Как будет выглядеть ток, протекающий через индуктор, с течением времени?

Если вы подали импульс тока в параллельные конденсатор и катушку индуктивности, то весь этот импульс тока пройдет через конденсатор. Ни один из них не будет течь через индуктор, но постепенно все изменится.

В этот момент (и исходя из того, что ток является импульсом) я могу предположить, что после этого импульса будет разомкнутая цепь от источника возбуждения. Я могу сделать это предположение, потому что вы сказали «ввести импульс тока», и это предполагает, что единственным источником является этот импульс тока, и после этого существует разомкнутая цепь от источника.

Это означает, что часть импульса тока будет протекать через конденсатор, и некоторые будут течь через индуктор.

Нет, совершенно неправильно. Ток будет течь только в конденсатор, потому что индуктор будет отклонять изменения тока в течение этих нескольких субфемто секунд, и конденсатор будет принимать ВЕСЬ ток и формировать напряжение на своих пластинах.

Итак, кепка возьмет энергию от импульса и зарядится до некоторого напряжения. Индуктор вряд ли заметит, что что-то произошло, если вы хотите смотреть на вещи с гуманной точки зрения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *