Накопительного конденсатора

V.4. К работе выпрямителя на накопительный конденсатор:

В контактных аппаратах при отключении энергию U-'эм рассеивает электрическая дуга, преобразуя ее в тепловую энергию. В этом состоит положительная роль дуги при отключении цепей контактными аппаратами. Но дуга своим тепловым воздействием выжигает контакты и другие элементы аппаратов. В бесконтактных аппаратах дуги нет. Электромагнитная энергия, запасеннам в цепи, при отключении постоянного тока обычно переводится в специальный накопительный конденсатор.

Накопительный конденсатор С разряжается через резистор г и замкнутые контакты а и Ь. Напряжение на нем стремится к предельному (нулевому) уровню. Постоянная времени цепи разряда конденсатора 6t — СУ. Сопротивление резистора г мало и 'служит для ограничения разрядного тока через контакты а и Ь, При малом г постоянная времени 6Х также имеет небольшое значение. Конденсатор С полностью разрядится за время, близкое к Звь Считая, что твх >• 36i, можно видеть, что к моменту окончания входного импульса конденсатор С оказался разряженным.

скачка не изменяется. Следовательно, релаксационные генераторы на приборах с 5-образной в. а. х. должны иметь емкостной накопитель энергии. Паразитной емкостью прибора можно пренебречь, так как она оказывается подключенной параллельно большой накопительной емкости и фактически не влияет на характер переходных процессов. Однако необходимо учитывать эквивалентную паразитную индуктивность прибора, вызванную его инерционностью. При скачке тока индуктивность прибора L тормозит его развитие. Из-за этого скачок тока происходит не мгновенно, накопительный конденсатор теряет часть заряда и напряжение на приборе в реальных схемах изменяется (например, при включении уменьшается, отклоняясь от значения ?/вкл). Динамическая эквивалентная схема прибора ( 7.6) содержит нелинейный резистор HP с в. а. х. вида, показанного на 7.5, а, и паразитную индуктивность L.

Простейшая схема релаксационного генератора на таких приборах изображена на 7.10, где С — накопительный конденсатор, обеспечивающий постоянство напряжения на выводах переключающего элемента при скачкообразных переключениях тока; R — резистор, обеспечивающий заданный режим работы релаксатора; S — нелинейный резистор с 5-образной в. а. х.; L — паразитная индуктивность прибора, отражающая его инерционность. Применим тот же метод анализа, что и при рассмотрении релаксатора, использующего переключающий прибор с ^/-образной в. а. х. При различном взаимном расположении 5-образной в. а. х. и нагрузочной прямой возможны следующие режимы работы релаксатора:

FI заряжает накопительный конденсато

Схема ждущего генератора линейно изменяющегося напряжения показана на 12.24, я. Здесь накопительный конденсатор С включен параллельно нормально открытой лампе Л2 одновибратора. В качестве анодной нагрузки лампы Л2 в этой схеме выгодно использовать пентод Лз. До прихода пускового импульса лампа Л\ закрыта, Л2 и Л3 проводят ток, на конденсаторе Ci устанавливается определенное начальное напряжение

При подаче отрицательного импульса на вход 2 через диод Д* транзистор открывается. Вентиль Д2 и накопительный конденсатор С2 обеспечивают на входе ключа отпирающий сигнал постоянного тока, в результате чего «запоминается» открытое состояние транзистора. С подачей на вход / через диод Дз положительного импульса схем а-переводится в исходное состояние.

После окончания этого скачка транзистор Т2 переходит в режим отсечки, а Т\ — насыщения. При этом накопительный конденсатор СК2 заряжается через диод Д3 так, что обеспечивается надежное отпирание Т\ в течение полного периода колебаний питающего напряжения.

Длительность расширенного импульса ограничена разрядом накопительного конденсатора и допустимым отклонением напряжения от амплитуды Um. При коротких входных импульсах накопительный конденсатор не будет успевать заряжаться, так что напряжение на нем не достигнет Um- Поэтому длительность входного импульса также ограничена допустимым отклонением напряжения на конденсаторе от величины 1/,„.

Таким элементом может служить конденсатор, напряжение на котором во время скачка не изменяется. Следовательно, релаксационные генераторы на приборах с 5-образной в.а.х. должны иметь емкостной накопитель энергии. Паразитной емкостью при-бвра можно пренебречь, так как она оказывается подключенной параллельно большой накопительной емкости и фактически не влияет на характер переходных процессов. Однако необходимо учитывать эквивалентную паразитную индуктивность прибора, вызванную его инерционностью. При скачке тока индуктивность прибора L тормозит его развитие. Из-за этого скачок тока происходит не мгновенно, накопительный конденсатор теряет часть заряда, и напряжение на приборе в реальных схемах изменяется (например, при включении уменьшается, отклоняясь от значе-

В зависимости от величины постоянной времени заряда возможны три режима заряда накопительного конденсатора, приведенные на V.4, в сверху вниз: полный, ускоренный и неполный.

называемого скалыванием импульса. Если требуется обеспечить скалывание порядка нескольких процентов, то емкость накопительного конденсатора приходится доводить до нескольких сотен микрофарад, что при высоких рабочих напряжениях (несколько киловольт) приводит к большим размерам и массе конденсатора С0. В этом случае может оказаться целесообразнее отказаться от работы с накопительным конденсатором и перейти к непрерывному режиму работы. Увеличение массы и габаритных размеров выпрямительной схемы и трансформатора, которое будет при этом, может компенсироваться исключением накопительного конденсатора. Выбор режима работы выпрямителя должен быть произведен после соответствующих расчетов.

В качестве преобразователя временного интервала (длительности т входного импульса и„х) в амплитуду напряжения «х может быть использован генератор пилообразного напряжения с внешним стробом. При зарядке накопительного конденсатора С такого генератора постоянным током /о напряжение на конденсаторе в течение действия

Указанные селекторы иногда называют частотными реле. Под частотным реле понимают импульсное устройство, входное напряжение которого от частоты повторения входных импульсов имеет релейную зависимость вида, показанного на 10.7, а, б. Функциональная схема частотного реле, использующего селектирующие свойства расширителя импульсов, представлена на 10.8, где Р — расширитель импульсов, выполненный, например, с тиристорным разрядным каскадом по схеме 7.22, а; НИЦ — нелинейная интегрирующая цепь, т. е. интегрирующая цепь с существенно неодинаковыми постоянными времени при зарядке и разрядке накопительного конденсатора (значительной постоянной времени при зарядке конденсатора и очень малой — при разрядке); /С — компаратор напряжения с порогом включения (У0

Будем считать, что для расширителя Р длительность выходных импульсов т0 = \/FQ, где FO — граничная частота частотного реле (см. 10.7). Тогда при F •< F0 на выходе расширителя вырабатываются импульсы, синхронные входным, имеющие ту же частоту F и длительность т0. При F > F0 на выходе расширителя Р вырабатывается постоянное напряжение, близкое к напряжению питания -\-Е (см. §5.3). Постоянная времени НИЦ при зарядке накопительного конденсатора

Временная диаграмма для первых семи адресов в каждом из трех проводов приведена на 15.3. С каждого КП сигналы ТС передаются по проводам /—3 ( 15.2), а вызов КП осуществляется путем передачи удлиненных адресных импульсов, которые вызывают циклическое срабатывание электромагнитного реле. Надежность передачи команд ТУ достигается методом накопления сигналов. Питание КП при приеме адресных импульсов и передаче ТС осуществляется от накопительного конденсатора, заряжаемого питающими импульсами через диоды.

Применение накопительного конденсатора позволяет, резко повысить дальность действия и увеличить максимальное число КП, подключаемых к общей линии. Кроме того, импульсные напряжения в линии не вызывают повреждений транзисторов. Это очень существенно при питаний

В практических схемах в качестве генератора управляющего напряжения могут применяться различные мультивибраторы и генераторы импульсов. При этом большей интерес представляют схемы, в которых разрядная или заряднгя лампа одновременно работает и в схеме генераторг управляющих импульсов. Примером может быть схема, приведенная на 12.23, а. В этой схеме заряд накопительного конденсатора С производится через пентод Ль а разряд — через триод Л2 (с резистором Ra2). Лампа Л2, являясь разрядной, одновременно работает в схеме мультивибратора (Лz—Л3). Мультивибратор выполнен по несимметричной схеме, в которой длительность состояний временного равновесия определяется постоянными времени разряда конденсатора Ci и заряда конденсатора С.

При изменении длительности прямого хода (времени выдержки одновибратора) в этой схеме необходимо менять также емкость накопительного конденсатора, чтобы при разных длительностях

Время заряда t3 накопительного конденсатора может быть большим, но не должно, однако, быть близким по величине периоду Т повторения циклов работы схемы.

Измеряемый сигнал поступает на входной каскад, выполненный на высокочастотном транзисторе по схеме с общим эмиттером и отрицательной обратной связью по току, обеспечивающий высокое входное сопротивление и необходимую развязку от входа. Далее сигнал поступает на дискриминатор на туннельном диоде VD1, который с помощью резисторов R3, R4, изменяющих ток от источников, выставлен на грань срабатывания. Дискриминатор срабатывает и запускает собранный на туннельном диоде триггер, назначением которого является формирование импульсов, не зависящих от амплитуды и длительности импульсов, вырабатываемых дискриминатором и обеспечивающих надежный запуск следующего за ним одновибратора /. Импульс с этого одновибра-тора через развязывающую цепь подается на одновибратор 2 схемы формирования компенсирующего тока. Кроме того, с одновибратора / через усилитель поступает импульс сброса на дискриминатор и триггер, которые устанавливаются в исходное состояние. Импульс с одновибратора / поступает также на каскад ускорения разряда накопительного конденсатора диодно-емкостного накопителя. При срабатывании одновибратора 2 схемы формирования компенсирующего тока происходит подзаряд емкости диодно-емкостного накопителя, в результате чего на нагрузке эмиттерного повторителя на выходе диодно-емкостного накопителя появляется ступенька напряжения, вызывающая через сопротивление обратной связи ток, увеличивающий порог срабатывания дискриминатора.