Фкс кремнієвих силових транзисторів

Схема такого ФКС (рис. 101, а) забезпечує узгодження за трьома параметрами: допустимим вихідним струмом СП на операційних підсилювачах; струмом керування силових кремнієвих транзисторів і коефіцієнтом підсилення транзисторів. Така схема увімкнення транзисторів називається складеним транзистором Дарлінгтона.

Вихідний струм ФКС — це струм керування силового ЕК, тобто I_кер=I_Бнас, який визначений для стану насичення транзистора ЕК, і за значенням якого розраховується напруга керування

U_кер= I_керR_Б + U_БЕнас,

де R_Б — опір резистора в колі бази силового транзисторного ЕК; U_БЕнас — напруга насичення база-емітер транзистора силового ЕК.

Струм колектора формуючого транзистора VT2 визначають за виразом

За значеннями /к_нас та U_KЕ = U_ж вибирають тип формуючого транзистора VT2. Опір струмообмежуючого резистора R розраховують за виразом

Колекторний струм транзистора попереднього підсилення при інженерних розрахунках приймається таким, що дорівнює струму бази VT2 (І_КнасVT1≈I_E.VT1=I_Б.VT1)- За значенням цього струму та напруги U_KE.VTI = U_ж вибирається тип транзистора VT1.

Необхідне значення вихідного струму схеми порівняння

де I_{вих.допСП} — допустиме значення вихідного струму операційного підсилювача чи компаратора, які використані для реалізації СП. В паспортних даних подається зна­чення I_{вих.допСП} чи R_н.мін , тоді

Опір струмообмежуючого резистора в колі бази VT\ обчислюють так:

При використанні операційних підсилювачів для СП необхідно захистити перехід база-емітер транзистора VT\ від напруги від'ємної полярності. З цією метою використовують імпульсний діод VD, тип якого вибирають за значенняманодного струму

і за значення зворотної напруги

Фкс германієвих силових транзисторів

Схема формувача керуючих сигналів германієвих ЕК (рис. 101, б) складається з транзисторів VT\ і VT2 різного типу провідності, чим забезпечується різнонаправлений струм у первинній обмотці вихідного трансформатора ФСК. Внаслідок цього отримаємо відповідні полярності напруги керування U_кep для відкривання та закривання силового ЕК. Транзистори VT1 і VT2 увімкнені за схемою емітерного повторювача із спільним навантаженням — первинною обмоткою трансформатора Т. Розрахункове значення коефіцієнта, трансформації якого визначають за виразом

Струм емітера транзисторів VT1 або VT2 у режимі формування керуючого відкриваючого сигналу І_Е та струм бази насичення визна­чають за виразами

За значеннями І_Кмакс≈І_Е і U_KЕмакс ⁼ 2U_ж вибирають типи транзисторів VT1 і VT2, а за значеннями I_а = I_Бнас і U_зв = U_{вих.максСП} — типи імпульсних діодів VD1 і VD2.

Після вибору елементів необхідно перевірити достатність вихідного струму вибраного операційного підсилювача для схеми порівняння: І_вих.СП≥І_Бнас- Якщо ця умова не забезпечується, то на виході СП вмикають додатковий підсилювальний каскад на транзисторі. Опір струмообмежуючого резистора в колі баз транзисторів VT1 і

VT2 визначають так:

Розрахунок системи широтно-імпульсного керування рекомендується проводити за алгоритмом (рис. 102), де подана послідовність розрахунку, а також виділені основні вхідні та вихідні параметри окремих функціональних елементів.

Рис. 102. Алгоритм розрахунку системи широтно-імпульсного керування

Формувачі керуючих сигналів для тиристорних ЕК

Схема ФСК для силових тиристорних ЕК зображена на рис. 103. Використання цифрових логічних мікросхем необхідне для формування керуючих сигналів основного тиристора VS1 і закриваючого VS2 тиристорного ЕК. Керуючі напруги U_Kepl і U_Kep2 короткої тривалості, достатньої для відкривання тиристорів, у часі повинні своїми фронтами збігатися з фронтом і зрізом вихідного сигналу компаратора схеми порівняння. Формування часу тривалості керуючих імпульсів здійснюється цифровим одновібратором (DD1.1, DD1.2), а амплітуда та потужність забезпечується цифровими елементами «НЕ» з відкритими колекторами вхідних транзисторів. Використання таких цифрових елементів необхідне для керування транзисторними ключами VT1 і VT2, що комутують струм у первинних обмотках формуючих трансформаторів ТІ і Т2.

Для розрахунку вихідних каскадів визначають потужність керуючих сигналів

де U_т.кер — відкриваюча напруга керуючого електрода тиристора; U_np.VD — прямий спад напруги на імпульсному діоді, під'єднаному до керуючого електрода. Тип цього діода вибирається за струмом керування тиристорів І_т.кер тиристорному ЕК. Імпульсний струм колекто­ра транзисторів VT1 і VT2 визначається за виразом

За значеннями І_кімп та U_КЕмакс > 2U_ж вибирають тип транзисторів VT1 і VT2. Опір резисторів R₇ і R₈, що визначають струм відкривання транзисторів, розраховують за виразом

Опори резисторів R₁, R₂, R₅ і R₆ вибирають в межах (1 ÷ 3) кОм. Вказані межі опорів забезпечують подання з шини живлення рівня напруги логічної «1» з одночасним захистом входів і виходів від перевантаження.

Параметри елементів часозадавальних ланок R₃—С₁ і R₄—С₂ одно-вібраторів DD1.1, DD1.2 розраховують за необхідним часом увімкнення тиристора. Задаючись рекомендованими значеннями опорів резисторів R₃ і R₄ в межах (10 ÷ 20) кОм, розраховують ємності конденсаторів С₁ і С₂ за виразом

Рис. 104. Схема формувача керуючих сигналів для тиристорного електронного ключа