Esquema de un generador de pulsos con un transformador. Esquemas de generadores de impulsos. Funcionamiento inusual del transistor

Los generadores de pulsos rectangulares se utilizan ampliamente en ingeniería de radio, televisión, sistemas de control automático y tecnología informática.

Para obtener pulsos rectangulares con frentes pronunciados, se utilizan ampliamente dispositivos cuyo principio de funcionamiento se basa en el uso de amplificadores electrónicos con retroalimentación positiva. Estos dispositivos incluyen los llamados generadores de relajación: multivibradores, generadores de bloqueo. Estos generadores pueden operar en uno de los siguientes modos: standby, auto-oscilación, sincronización y división de frecuencia.

En modo de espera, el generador tiene un estado de equilibrio estable. Un pulso de disparo externo hace que el generador en espera salte a un nuevo estado que no es estable. En este estado, llamado cuasi-equilibrio, o temporalmente estable, ocurren procesos relativamente lentos en el circuito del generador, que finalmente conducen a un salto inverso, después del cual se establece un estado inicial estable. La duración del estado de cuasiequilibrio, que determina la duración del pulso rectangular generado, depende de los parámetros del circuito generador. Los requisitos principales para los generadores en espera son la estabilidad de la duración del pulso generado y la estabilidad de su estado inicial. Los generadores de espera se utilizan principalmente para obtener un cierto intervalo de tiempo, cuyo comienzo y final están fijados, respectivamente, por el frente y la caída del pulso rectangular generado, así como para expandir los pulsos, dividir la tasa de repetición del pulso y para otros fines.

En el modo autooscilatorio, el generador tiene dos estados de cuasi-equilibrio y no tiene un solo estado estable. En este modo, sin ninguna influencia externa, el generador salta secuencialmente de un estado de cuasi-equilibrio a otro. En este caso, se generan pulsos cuya amplitud, duración y frecuencia de repetición están determinadas principalmente solo por los parámetros del generador. El principal requisito para tales generadores es la estabilidad de alta frecuencia de las autooscilaciones. Mientras tanto, como consecuencia de los cambios en las tensiones de alimentación, la sustitución y el envejecimiento de los elementos, la influencia de otros factores (temperatura, humedad, interferencias, etc.), la estabilidad de la frecuencia de las autooscilaciones del generador suele ser baja.

En el modo de sincronización o división de frecuencia, la frecuencia de repetición de los pulsos generados está determinada por la frecuencia del voltaje del reloj externo (sinusoidal o pulsado) suministrado al circuito generador. La tasa de repetición de pulsos es igual o un múltiplo de la frecuencia de voltaje del reloj.

Un generador de pulsos rectangulares que se repiten periódicamente de un tipo de relajación se llama multivibrador.

El circuito multivibrador se puede implementar tanto en elementos discretos como en un diseño integrado.

Multivibrador sobre elementos discretos. En un multivibrador de este tipo, se utilizan dos etapas de amplificación cubiertas por retroalimentación. Una rama de realimentación está formada por un condensador y una resistencia. , y el otro Y (Figura 6.16).

establece y asegura la generación de pulsos que se repiten periódicamente, cuya forma es casi rectangular.

En un multivibrador, ambos transistores pueden estar en modo activo por un tiempo muy corto, ya que como resultado de la retroalimentación positiva, el circuito salta a un estado en el que un transistor está abierto y el otro cerrado.

Supongamos para mayor precisión que en el momento del tiempo transistor Vermont1 abierto y saturado, y el transistor Vermont2 cerrado (Fig. 6.17). Condensador debido a la corriente que fluye en el circuito en momentos anteriores, se carga a un cierto voltaje. La polaridad de este voltaje es tal que a la base del transistor Vermont2 se aplica un voltaje negativo en relación con el emisor y Vermont2 cerrado. Dado que un transistor está cerrado y el otro está abierto y saturado, la condición de autoexcitación no se cumple en el circuito, ya que las ganancias de las cascadas
.

En este estado tienen lugar dos procesos en el circuito. Un proceso está asociado con el flujo de la corriente de recarga del capacitor. de la fuente de alimentación a través del circuito de resistencia - transistor abierto Vermont1 .El segundo proceso se debe a la carga del capacitor a través de una resistencia
y el circuito base del transistor Vermont1 , como resultado, el voltaje en el colector del transistor Vermont2 aumenta (Fig. 6.17). Dado que la resistencia incluida en el circuito base del transistor tiene una resistencia mayor que la resistencia del colector (
), tiempo de carga del condensador menos tiempo de recarga del condensador .

Proceso de carga del condensador es exponencial con constante de tiempo
. Por lo tanto, el tiempo de carga del capacitor , así como el tiempo de subida de la tensión del colector
, es decir, la duración del frente de pulso
. Durante este tiempo, el capacitor cargado hasta el voltaje
.Debido a la sobrecarga del condensador voltaje base
transistor Vermont2 está creciendo, pero
transistor Vermont2 cerrado, y el transistor Vermont1

abierto, porque su base está conectada al polo positivo de la fuente de alimentación a través de una resistencia .

Básico
y coleccionista
voltaje del transistor Vermont1 mientras no cambia. Este estado del circuito se llama cuasi-estable.

en el momento a medida que el capacitor se recarga, el voltaje en la base del transistor Vermont2 alcanza la tensión de apertura y el transistor Vermont2 cambia al modo de funcionamiento activo, para lo cual
. Al abrir Vermont2 aumenta la corriente del colector y disminuye en consecuencia.
. Disminuir
provoca una disminución en la corriente de base del transistor Vermont1 , lo que a su vez conduce a una disminución en la corriente del colector . Reducción de corriente acompañado por un aumento en la corriente base del transistor Vermont2 porque la corriente que circula por la resistencia
, se ramifica a la base del transistor Vermont2 Y
.

Después del transistor Vermont1 sale del modo de saturación, la condición de autoexcitación se cumple en el circuito:
. En este caso, el proceso de conmutación del circuito procede como una avalancha y termina cuando el transistor Vermont2 entra en modo de saturación, y el transistor Vermont1 - en modo de corte.

En el futuro, un condensador prácticamente descargado (
) se carga desde una fuente de alimentación a través de un circuito de resistencia
- el circuito base de un transistor abierto Vermont2 exponencialmente con constante de tiempo
. Como resultado, con el tiempo
hay un aumento en el voltaje a través del capacitor antes
y se forma el frente de la tensión del colector
transistor Vermont1 .

Estado cerrado del transistor Vermont1 asegurada por el hecho de que inicialmente cargado al voltaje condensador a través de un transistor abierto Vermont2 conectado a la brecha base-emisor del transistor Vermont1 , que mantiene un voltaje negativo en su base. Con el tiempo, el voltaje de bloqueo en la base cambia a medida que el capacitor recargado a través del circuito de resistencia - transistor abierto Vermont2 . en el momento voltaje base del transistor Vermont1 alcanza el valor
y se abre.

En el circuito, la condición de autoexcitación se cumple nuevamente y se desarrolla un proceso regenerativo, como resultado del cual el transistor Vermont1 entra en modo de saturación Vermont2 cierra Condensador se carga a un voltaje
, y el condensador casi vacio (
). Esto corresponde al tiempo , a partir del cual se inició la consideración de los procesos en el esquema. Sobre esto finaliza el ciclo completo del funcionamiento del multivibrador, ya que en el futuro se repiten los procesos en el circuito.

Como se deduce del diagrama de tiempo (Fig. 6.17), en un multivibrador, se pueden eliminar pulsos rectangulares que se repiten periódicamente de los colectores de ambos transistores. En el caso de que la carga esté conectada al colector del transistor. Vermont2 , duración del pulso determinado por el proceso de recarga del capacitor , y la duración de la pausa - el proceso de recarga del condensador .

Circuito de recarga de condensadores contiene un elemento reactivo, entonces , donde
;
;.

De este modo, .

Proceso de recarga termina en el tiempo , Cuando
. Por lo tanto, la duración del pulso positivo de la tensión de colector del transistor Vermont2 está determinada por la fórmula:

.

En el caso de que el multivibrador esté hecho con transistores de germanio, la fórmula se simplifica, ya que
.

Proceso de recarga de condensadores , que determina la duración de la pausa entre pulsos de voltaje del colector del transistor Vermont2 , procede en el mismo circuito equivalente y en las mismas condiciones que el proceso de recarga del condensador , solo que con una constante de tiempo diferente:
. Por lo tanto, la fórmula para calcular similar a la fórmula para calcular :

.

Por lo general, en un multivibrador, la duración del pulso y la duración de la pausa se ajustan cambiando la resistencia de las resistencias. Y .

La duración de los frentes depende del tiempo de apertura de los transistores y viene determinada por el tiempo de carga del capacitor a través de la resistencia colectora del mismo hombro.
. Al calcular un multivibrador, es necesario cumplir la condición de saturación de un transistor abierto
. para transistores Vermont2 sin corriente
recarga de capacitor actual
. Por lo tanto, para un transistor Vermont1 condición de saturación
, y para el transistor Vermont2 -
.

Frecuencia de pulsos generados
. El principal obstáculo para aumentar la frecuencia de generación de pulsos es la larga duración del frente de pulsos. La reducción de la duración del frente del pulso mediante la reducción de la resistencia de las resistencias del colector puede conducir al incumplimiento de la condición de saturación.

Con un alto grado de saturación en el circuito multivibrador considerado, puede haber casos en los que, después del encendido, ambos transistores estén saturados y no haya oscilaciones. Esto corresponde al régimen duro de autoexcitación. Para evitar esto, debe elegir el modo de operación de un transistor abierto cerca del límite de saturación para mantener suficiente ganancia en el circuito de retroalimentación y también usar circuitos multivibradores especiales.

Si la duración del pulso igual a la duración , que generalmente se logra en , entonces dicho multivibrador se llama simétrico.

La duración del frente de los pulsos generados por el multivibrador se puede reducir significativamente si se introducen adicionalmente diodos en el circuito (Fig. 6.18).

Cuando, por ejemplo, el transistor se cierra Vermont2 y el voltaje del colector comienza a aumentar, luego al diodo enfermedad venérea2 se aplica un voltaje inverso, se cierra y por lo tanto desconecta el capacitor de carga del colector del transistor Vermont2 . Como resultado, la corriente de carga del capacitor ya no fluye a través de la resistencia , y a través de una resistencia . Por lo tanto, la duración del frente del pulso de voltaje del colector
ahora determinado solo por el proceso de cerrar el transistor Vermont2 . El diodo funciona de la misma manera. enfermedad venérea1 cuando el capacitor esta cargado .

Aunque en un circuito de este tipo el tiempo de subida se reduce significativamente, el tiempo de carga de los condensadores, que limita el ciclo de trabajo de los pulsos, permanece prácticamente invariable. Constantes de tiempo
Y
no se puede reducir bajando . Resistor en el estado abierto del transistor a través de un diodo abierto está conectado en paralelo con la resistencia .Como resultado, cuando
la potencia consumida por el circuito aumenta.

Multivibrador en circuitos integrados(Fig. 6.19) El circuito más simple contiene dos elementos lógicos inversores LE1 Y LE2, dos cadenas de distribución
Y
y diodos enfermedad venérea1 , enfermedad venérea2 .

Supongamos que en ese momento (Fig. 6.20) voltaje
, A
. Si la corriente a través del capacitor no fluye, entonces el voltaje en él
, y en la entrada del elemento LE1
. La corriente de carga del capacitor fluye en el circuito. de LE1 a través de una resistencia .

Voltaje de entrada LE2 mientras el capacitor se carga disminuyendo, pero
,LE2 está en salida cero.

en el momento
y a la salida LE2
. Como resultado, la entrada LE1 a través de un condensador , que se carga a un voltaje
, se aplica tensión y LE1 va a cero
. Dado que el voltaje de salida LE1 disminuido, entonces el capacitor comienza a desintegrarse. Como resultado, la resistencia aparecerá un voltaje de polaridad negativa, el diodo se abrirá enfermedad venérea2 y condensador descarga rápida a voltaje
. Después del final de este proceso, el voltaje de entrada LE2
.

Al mismo tiempo, el proceso de carga del condensador tiene lugar en el circuito. y con el tiempo, el voltaje de entrada LE1 disminuye cuando en un momento en el tiempo Voltaje
,
,
. Los procesos comienzan a repetirse. El condensador se está cargando de nuevo. , y el condensador descargado a través de un diodo abierto enfermedad venérea1 . Dado que la resistencia de un diodo abierto es mucho menor que la resistencia de las resistencias , Y , descarga del condensador Y yendo más rápido que su carga.

Voltaje de entrada LE1 en el intervalo de tiempo
determinado por el proceso de carga del condensador :, Dónde
;
es la resistencia de salida del elemento lógico en el estado de unidad;
;
, dónde
. Cuando
, la formación de un pulso a la salida del elemento termina LE2, por lo tanto, la duración del pulso

.

La duración de la pausa entre pulsos (intervalo de tiempo desde antes ) está determinada por el proceso de carga del condensador , Es por eso

.

La duración del frente de los pulsos generados está determinada por el tiempo de conmutación de los elementos lógicos.

En el diagrama de tiempo (Fig. 6.20), la amplitud de los pulsos de salida no cambia:
, ya que en su construcción no se tuvo en cuenta la impedancia de salida del elemento lógico. Dada la finitud de esta resistencia de salida, la amplitud de los pulsos cambiará.

La desventaja del circuito multivibrador considerado más simple en elementos lógicos es el modo duro de autoexcitación y la posible ausencia asociada de un modo de operación oscilatorio. Esta desventaja del circuito puede eliminarse si se introduce un elemento lógico Y adicional (Fig. 6.21).

Cuando el multivibrador genera pulsos, entonces la salida LE3
, porque el
. Sin embargo, debido al modo difícil de autoexcitación, tal caso es posible cuando, cuando se enciende el voltaje de la fuente de alimentación, debido a la baja tasa de aumento de voltaje, la corriente de carga del capacitor Y resulta ser pequeño. En este caso, la caída de tensión en las resistencias Y puede ser inferior al umbral
y ambos elementos LE1 Y LE2) estarán en un estado donde los voltajes en sus salidas
. Con esta combinación de señales de entrada a la salida del elemento LE3 habrá tensión
, que a través de una resistencia aplicado a la entrada del elemento LE2. Porque
, Eso LE2 se transfiere al estado cero y el circuito comienza a generar pulsos.

Para construir generadores de pulsos rectangulares, junto con elementos discretos y circuitos integrados, se utilizan amplificadores operacionales.

Multivibrador en un amplificador operacional tiene dos bucles de retroalimentación (Fig. 6.22). El circuito de realimentación de la entrada no inversora está formado por dos resistencias ( Y ) y por lo tanto,
. La realimentación de la entrada inversora está formada por una cadena
,

entonces el voltaje en la entrada inversora
depende no solo del voltaje a la salida del amplificador, sino que también es una función del tiempo, ya que
.

Consideraremos los procesos que ocurren en el multivibrador, comenzando desde el momento del tiempo (Fig. 6.23) cuando el voltaje de salida es positivo (
). Al mismo tiempo, el condensador como resultado de los procesos que tuvieron lugar en los momentos de tiempo anteriores, se carga de tal manera que se aplica un voltaje negativo a la entrada inversora.

Se aplica un voltaje positivo a la entrada no inversora
. Voltaje
permanece constante, y el voltaje en la entrada inversora
aumenta con el tiempo, tendiendo al nivel
, ya que el proceso de recarga del capacitor se lleva a cabo en el circuito .

Sin embargo, por ahora
, el estado del amplificador determina el voltaje en la entrada no inversora y la salida permanece en el nivel
.

en el momento los voltajes en las entradas del amplificador operacional se igualan:
. Ligero aumento adicional
conduce al hecho de que el voltaje diferencial (diferencia) en la entrada inversora del amplificador
resulta ser positivo, por lo que el voltaje de salida disminuye bruscamente y se vuelve negativo
. Como el voltaje a la salida del amplificador operacional ha cambiado de polaridad, el capacitor posteriormente se recarga y el voltaje en él, así como el voltaje en la entrada inversora, tienden a
.

en el momento de nuevo
y luego el voltaje diferencial (diferencia) en la entrada del amplificador
se vuelve negativo. Como actúa sobre la entrada inversora, la tensión a la salida del amplificador vuelve a tomar bruscamente el valor
. El voltaje en la entrada no inversora también salta
. Condensador , que por el momento cargado a un voltaje negativo, se recarga nuevamente y el voltaje en la entrada inversora aumenta, tendiendo a
. Ya que al mismo tiempo
, entonces el voltaje a la salida del amplificador permanece constante. Como sigue del diagrama de tiempo (Fig. 6.23), en el momento el ciclo completo de la operación del circuito termina y en el futuro se repiten los procesos en él. Por lo tanto, a la salida del circuito, se generan pulsos rectangulares que se repiten periódicamente, cuya amplitud en
es igual a
. Duración del pulso (intervalo de tiempo
) está determinado por el tiempo de recarga del capacitor de acuerdo con la ley exponencial de
antes
con constante de tiempo
, Dónde
es la impedancia de salida del amplificador operacional. Porque durante la pausa (intervalo
) el condensador se recarga exactamente en las mismas condiciones que durante la formación de pulsos, entonces
. Por lo tanto, el circuito opera como un multivibrador simétrico.

sucede con la constante de tiempo
. Con un voltaje de salida negativo (
) diodo abierto enfermedad venérea2 y la constante de tiempo de recarga del capacitor , que determina la duración de la pausa,
.

El multivibrador de reserva o vibrador único tiene un estado estable y proporciona la generación de pulsos rectangulares cuando se aplican pulsos de disparo cortos a la entrada del circuito.

Vibrador simple en elementos discretos consta de dos etapas amplificadoras cubiertas por retroalimentación positiva (fig. 6.25).

Una rama de retroalimentación, como en un multivibrador, está formada por un capacitor y resistencia ; el otro es una resistencia incluido en el circuito emisor común de ambos transistores. Debido a esta inclusión de una resistencia voltaje base-emisor

transistor Vermont1 depende de la corriente de colector del transistor Vermont2 . Tal circuito se llama vibrador simple acoplado por emisor. Los parámetros del circuito se calculan de tal manera que en el estado inicial, en ausencia de pulsos de entrada, el transistor Vermont2 estaba abierto y saturado, y Vermont1 estaba en modo de corte. Este estado del circuito, que es estable, está asegurado cuando se cumplen las siguientes condiciones:
.

Supongamos que el one-shot está en un estado estable. Entonces las corrientes y los voltajes en el circuito serán constantes. bases de transistores Vermont2 a través de una resistencia conectado al polo positivo de la fuente de alimentación, lo que en principio asegura el estado abierto del transistor. Para calcular el colector
y básico corrientes, tenemos un sistema de ecuaciones

.

Determinando a partir de aquí las corrientes
Y , escribimos la condición de saturación en la forma:

.

Teniendo en cuenta que
Y
, entonces la expresión resultante se simplifica significativamente:
.

en una resistencia debido al flujo de corrientes ,
se genera caída de tensión
. Como resultado, la diferencia de potencial entre la base y el emisor del transistor Vermont1 se define por la expresión:

Si el esquema cumple la condición
, entonces el transistor Vermont1 cerrado. Condensador mientras está cargado de voltaje. La polaridad del voltaje a través del capacitor se muestra en la fig. 6.25.

Supongamos que en ese momento (Fig. 6.26) llega un pulso a la entrada del circuito, cuya amplitud es suficiente para abrir el transistor Vermont1 . Como resultado, el proceso de apertura del transistor comienza en el circuito. Vermont1 acompañado por un aumento en la corriente del colector y disminución en el voltaje del colector
.

Cuando el transistor Vermont1 abierto, condensador está conectado a la región base-emisor del transistor Vermont2 de modo que el potencial base se vuelve negativo y el transistor Vermont2 entra en modo de corte. El proceso de conmutación del circuito es de naturaleza similar a una avalancha, ya que en este momento se cumple la condición de autoexcitación en el circuito. El tiempo de conmutación del circuito está determinado por la duración de los procesos de encendido del transistor. Vermont1 y apaga el transistor Vermont2 y es fracciones de un microsegundo.

Cuando el transistor se cierra Vermont2 a través de una resistencia las corrientes de colector y base dejan de fluir Vermont2 . Como resultado, el transistor Vermont1 permanece abierto incluso después del final del pulso de entrada. En este momento, la resistencia caídas de tensión
.

El estado del circuito cuando el transistor Vermont1 abierto y Vermont2 cerrado, es casi estable. Condensador a través de una resistencia , transistor abierto Vermont1 y resistencia está conectado a la fuente de alimentación de tal manera que el voltaje en él tiene la polaridad opuesta. La corriente de recarga del capacitor fluye en el circuito. , y el voltaje en él, y por lo tanto en la base del transistor. Vermont2 tiende a un nivel positivo.

cambio de voltaje
es exponencial: donde
. Voltaje inicial en la base del transistor. Vermont2 determinado por el voltaje al que se carga inicialmente el condensador y voltaje residual en el transistor abierto:

El límite de tensión al que tiende la tensión en la base del transistor Vermont2 , .

Aquí se tiene en cuenta que a través de la resistencia no solo fluye la corriente de recarga del capacitor , sino también el actual transistor abierto Vermont1 . Por eso, .

en el momento Voltaje
alcanza el voltaje de disparo
y transistor Vermont2 se abre Corriente de colector aparecida crea una caída de voltaje adicional a través de la resistencia , lo que conduce a una disminución de la tensión
. Esto provoca una disminución de la base. y coleccionista corrientes y un aumento correspondiente en el voltaje
. Incremento positivo del voltaje del colector del transistor Vermont1 a través de un condensador transferido al circuito base del transistor Vermont2 y contribuye a un aumento aún mayor de su corriente de colector . El circuito vuelve a desarrollar un proceso regenerativo, finalizando con el hecho de que el transistor Vermont1 se cierra y el transistor Vermont2 entra en modo de saturación. Esto completa el proceso de generación de impulsos. La duración del pulso se determina poniendo
: .

Después del final del pulso, el proceso de carga del capacitor continúa en el circuito. a través de un circuito de resistencias
,y circuito emisor de un transistor abierto Vermont2 . En el momento inicial, la corriente de base transistor Vermont2 igual a la suma de las corrientes de carga del capacitor : actual , limitado por la resistencia de la resistencia
, y la corriente que fluye a través de la resistencia . A medida que se carga el capacitor actual disminuye y, en consecuencia, la corriente de base del transistor disminuye Vermont2 tendiendo a un valor estacionario determinado por la resistencia . Como resultado, en el momento de abrir el transistor Vermont2 caída de voltaje a través de la resistencia resulta ser mayor que el valor estacionario, lo que conduce a un aumento en el voltaje negativo en la base del transistor Vermont1 . Cuando el voltaje a través del capacitor alcanza
el circuito vuelve a su estado original. La duración del proceso de recarga del condensador. , que se denomina etapa de recuperación, está determinada por la relación .

Período mínimo de repetición de pulsos de vibrador individuales
, y la frecuencia máxima
. Si el intervalo entre los pulsos de entrada es menor que , entonces el capacitor no tendrá tiempo de recargar y esto provocará un cambio en la duración de los pulsos generados.

La amplitud de los pulsos generados está determinada por la diferencia de voltaje a través del colector del transistor. Vermont2 en estados cerrados y abiertos.

Se puede implementar un solo vibrador sobre la base de un multivibrador si una rama de retroalimentación no se hace capacitiva, sino que se introduce una resistencia y una fuente de voltaje.
(Figura 6.27). Tal circuito se llama vibrador simple con conexiones de base de colector.

A la base del transistor Vermont2 se aplica un voltaje negativo y se cierra. Condensador cargado a voltaje
. En el caso de los transistores de germanio
.

Condensador , actuando como un condensador de refuerzo, cargado a un voltaje
. Este estado del circuito es estable.

Cuando se aplica a la base del transistor Vermont2 pulso de desbloqueo (Fig. 6.28) en el circuito, los procesos de apertura del transistor comienzan a continuar Vermont2 y cerrando el transistor Vermont1 .

En este caso, se cumple la condición de autoexcitación, se desarrolla el proceso regenerativo y el circuito pasa a un estado casi estable. Transistor Vermont1 resulta estar en un estado cerrado, porque debido a la carga en el capacitor se aplica un voltaje negativo a su base. Transistor Vermont2 permanece abierto incluso después del final de la señal de entrada, ya que el potencial de colector del transistor Vermont1 cuando estaba cerrado, aumentó y el voltaje en la base aumentó en consecuencia Vermont2 .

Al cambiar el circuito, se forma el frente del pulso de salida, que generalmente se elimina del colector del transistor. Vermont1 . En el futuro, el proceso de recarga del condensador se lleva a cabo en el circuito. .Tensión en él
, y por lo tanto el voltaje en la base transistor Vermont1 cambia exponencialmente
,Dónde
.

cuando en un momento en el tiempo el voltaje base alcanza el valor
, transistor Vermont1 abre, el voltaje en su colector
disminuye y cierra el transistor Vermont2 . En este caso, se forma un corte del pulso de salida. La duración del pulso se obtiene poniendo
:

.

Porque
, Eso . Duración del corte
.

Posteriormente, la corriente de carga del capacitor fluye en el circuito. a través de una resistencia
y el circuito base de un transistor abierto Vermont1 . La duración de este proceso, que determina el tiempo de recuperación del circuito,
.

La amplitud de los pulsos de salida en dicho circuito de un solo disparo es casi igual al voltaje de la fuente de alimentación.

Vibrador simple sobre elementos lógicos. Para implementar un one-shot en elementos lógicos, generalmente se usan elementos NAND. El diagrama de bloques de un solo vibrador de este tipo incluye dos elementos ( LE1 Y LE2) y una cadena de distribución
(Figura 6.29). Entradas LE2 combinado y funciona como un inversor. Salida LE2 conectado a una de las entradas LE1, y se aplica una señal de control a su otra entrada.

Para mantener el circuito en un estado estable, la entrada de control LE1 es necesario aplicar voltaje
(Figura 6.30). Bajo esta condición LE2 está en el estado "1" y LE1- en el estado "0". Cualquier otra combinación de estados de elementos no es estable. En este estado, los circuitos de la resistencia hay una caída de voltaje debido a la corriente LE2 fluyendo hacia

su circuito de entrada. El circuito genera una onda cuadrada en una disminución a corto plazo (tiempo ) voltaje de entrada
. Después de un intervalo de tiempo igual a
(no se muestra en la Figura 6.29), en la salida LE1 el voltaje aumentará. Este salto de tensión a través del condensador. pasado a la entrada LE2. Elemento LE2 cambia al estado "0". Así, en la entrada 1 LE1 después de un intervalo de tiempo
comienza la tensión
y este elemento permanecerá en el estado de uno, incluso si después de la expiración del tiempo
Voltaje
volverá a ser igual al "1" lógico. Para el funcionamiento normal del circuito, es necesario que la duración del pulso de entrada
.

A medida que se carga el capacitor corriente de salida LE1 disminuye En consecuencia, la caída de tensión en :
. Al mismo tiempo, el voltaje aumenta
apuntando a la tensión
, que al cambiar LE1 decir "1" era menos
debido a la caída de tensión en la resistencia de salida LE1. Este estado del circuito es temporalmente estable.

en el momento Voltaje
alcanza el umbral
y elemento LE2 cambia al estado "1". Para ingresar 1 LE1 se da una señal
y cambia al estado de registro. "0". Al mismo tiempo, el condensador , que está en el intervalo de tiempo de antes cargado, comienza a descargarse a través de la resistencia de salida LE1 y diodo enfermedad venérea1 . Después de que el tiempo ha pasado , determinado por el proceso de descarga del capacitor , el circuito vuelve a su estado original.

Así, a la salida LE2 se genera un pulso rectangular. Su duración, dependiendo del tiempo de disminución
antes
, está determinada por la relación
, Dónde
- impedancia de salida LE1 en el estado "1". Tiempo de recuperación del circuito, donde
- impedancia de salida LE1 en estado "0"; - resistencia interna del diodo en estado abierto.

y el voltaje en la entrada inversora es pequeño:
, Dónde
Caída de tensión en el diodo en estado abierto. En la entrada no inversora, el voltaje también es constante:
, y desde
, entonces el voltaje de salida se mantiene constante
.

Cuando se aplica en el momento pulso de entrada de polaridad positiva con amplitud
el voltaje en la entrada no inversora se vuelve mayor que el voltaje en la entrada inversora y el voltaje de salida salta a
. En este caso, el voltaje en la entrada no inversora también aumenta abruptamente a
. Diodo simultáneamente enfermedad venérea cerrado, condensador comienza a cargarse y se eleva un voltaje positivo en la entrada inversora (figura 6.32). Adiós
el voltaje se mantiene en la salida
. en el momento en
hay un cambio en la polaridad del voltaje de salida y el voltaje en la entrada no inversora toma su valor original, y el voltaje comienza a disminuir a medida que el capacitor se descarga .

Cuando alcanza el valor
, el diodo se abre enfermedad venérea, y en esto se detiene el proceso de cambio de voltaje en la entrada inversora. El circuito está en un estado estable.

Duración del pulso determinada por el proceso exponencial de carga del capacitor con constante de tiempo
de voltaje
antes
, es igual a
.

Porque
, Eso
.

El tiempo de recuperación del circuito está determinado por la duración del proceso de descarga del capacitor. de
antes
y teniendo en cuenta los supuestos aceptados
.

Los osciladores en los amplificadores operacionales proporcionan la formación de pulsos con una amplitud de hasta decenas de voltios; la duración de los frentes depende del ancho de banda del amplificador operacional y puede ser de fracciones de microsegundo.

Un oscilador de bloqueo es un generador de pulsos de tipo relajación en forma de un amplificador de una sola etapa con retroalimentación positiva creada mediante un transformador. El generador de bloqueo puede operar en modo standby y autooscilante.

Bloqueo de funcionamiento en espera-generador. Cuando se opera en modo de espera, el circuito tiene un solo estado estable y genera pulsos de onda cuadrada cuando se ingresan pulsos de disparo. El estado estacionario del generador de bloqueo en un transistor de germanio se lleva a cabo al incluir una fuente de polarización en el circuito base. Cuando se usa un transistor de silicio, no se requiere una fuente de polarización, ya que el transistor está cerrado con voltaje cero en la base (Fig. 6.33).

La retroalimentación positiva en el circuito se manifiesta en el hecho de que con un aumento en la corriente en el devanado primario (colector) del transformador, es decir, la corriente del colector del transistor (
), se induce un voltaje de tal polaridad en el devanado secundario (base) que aumenta el potencial de base. Y viceversa, cuando

el voltaje base disminuye. Tal conexión se realiza conectando adecuadamente el comienzo de los devanados del transformador (en la Fig. 6.33, que se muestra con puntos).

En la mayoría de los casos, el transformador tiene un tercer devanado (carga) al que se conecta la carga. .

Los voltajes en los devanados del transformador y las corrientes que fluyen en ellos están interconectados de la siguiente manera:
,
,
,
Dónde
,
– coeficientes de transformación;
- el número de vueltas de los devanados primario, secundario y de carga, respectivamente.

La duración del proceso de encendido del transistor es tan corta que durante este tiempo la corriente de magnetización prácticamente no aumenta (
). Por lo tanto, la ecuación de corrientes en el análisis del proceso de transición de encender el transistor se simplifica:
.

Cuando se aplica en el momento a la base del transistor de pulso de disparo (Fig. 6.34) hay un aumento en la corriente
, el transistor entra en modo activo y aparece la corriente del colector
. El incremento de la corriente del colector por el valor
conduce a un aumento en el voltaje en el devanado primario del transformador
, el posterior crecimiento de la reducida

corriente base
y la corriente real que fluye en el circuito base del transistor,
.

Por lo tanto, el cambio inicial en la corriente base
como resultado de los procesos que ocurren en el circuito, conduce a un cambio adicional en esta corriente
, y si
, entonces el proceso de cambio de corrientes y voltajes es como una avalancha. Por lo tanto, la condición para la autoexcitación del generador de bloqueo:
.

En ausencia de carga (
) esta condición se simplifica:
. Porque
, entonces la condición de autoexcitación en el generador de bloqueo se satisface con bastante facilidad.

El proceso de apertura del transistor, acompañado de la formación del frente del pulso, finaliza cuando entra en modo de saturación. En este caso, la condición de autoexcitación deja de cumplirse y, posteriormente, se forma la parte superior del pulso. Como el transistor está saturado:
, luego se aplica un voltaje al devanado primario del transformador
y corriente de base reducida
, así como la corriente de carga
, resulta ser constante. La corriente de magnetización durante la formación de la parte superior del pulso se puede determinar a partir de la ecuación
, de donde, bajo condiciones iniciales cero, obtenemos
.

Así, la corriente de magnetización en el generador de bloqueo, cuando el transistor está saturado, aumenta en el tiempo según una ley lineal. De acuerdo con la ecuación actual, la corriente del colector del transistor también aumenta linealmente
.

A medida que pasa el tiempo, el grado de saturación del transistor disminuye ya que la corriente de base permanece constante.
, y la corriente del colector aumenta. En algún momento, la corriente del colector aumenta tanto que el transistor cambia del modo de saturación al modo activo y la condición para la autoexcitación del generador de bloqueo comienza a cumplirse nuevamente. Obviamente, la duración de la parte superior del pulso está determinado por el tiempo durante el cual el transistor está en modo de saturación. El límite del modo de saturación corresponde a la condición
. Por eso,
.

De aquí obtenemos la fórmula para calcular la duración del pico del pulso:

.

Corriente de magnetización
durante la formación de la parte superior del pulso aumenta y al final de este proceso, es decir, en
, alcanza el valor
.

Dado que el voltaje de la fuente de alimentación se aplica al devanado primario del transformador de pulsos durante la formación del pico del pulso , entonces la amplitud del pulso en la carga
.

Cuando el transistor cambia al modo activo, la corriente del colector disminuye
. Se induce un voltaje en el devanado secundario, lo que da como resultado una disminución en el voltaje y la corriente de base, lo que a su vez provoca una disminución adicional en la corriente del colector. Se desarrolla un proceso regenerativo en el circuito, como resultado del cual el transistor cambia al modo de corte y se forma un corte de pulso.

El proceso similar a una avalancha de cerrar el transistor tiene una duración tan corta que la corriente de magnetización durante este tiempo prácticamente no cambia y permanece igual
. Por lo tanto, en el momento en que el transistor se cierra en la inductancia energía almacenada
. Esta energía solo se disipa en la carga. , ya que los circuitos colector y base de un transistor cerrado están abiertos. En este caso, la corriente de magnetización disminuye exponencialmente:
, Dónde
es la constante de tiempo. fluyendo a través de la resistencia la corriente crea una sobretensión de voltaje inverso en él, cuya amplitud
, que también va acompañado de una subida de tensión en la base y el colector de un transistor cerrado
. Usando la relación previamente encontrada para
, obtenemos:

,

.

El proceso de disipación de la energía almacenada en un transformador de pulsos, que determina el tiempo de recuperación del circuito , termina después de un intervalo de tiempo
, después de lo cual el circuito vuelve al estado inicial. Aumento adicional de voltaje del colector
puede ser significativo. Por lo tanto, en el circuito del generador de bloqueo, se toman medidas para reducir el valor
, para el cual se incluye un circuito amortiguador consistente en un diodo en paralelo con la carga o en el devanado primario enfermedad venérea1 y resistencia , cuya resistencia
(Figura 6.33). Cuando se forma el pulso, el diodo se cierra, ya que se le aplica un voltaje de polaridad inversa, y el circuito de amortiguación no afecta los procesos en el circuito. Cuando se produce un aumento de voltaje en el devanado primario cuando el transistor se cierra, se aplica un voltaje directo al diodo, se abre y la corriente fluye a través de la resistencia. . Porque
, entonces la subida de tensión del colector
y pico de voltaje inverso en se reducen significativamente. Sin embargo, esto aumenta el tiempo de recuperación:
.

No siempre se conecta una resistencia en serie con el diodo. , y luego la amplitud de la ráfaga es mínima, pero su duración aumenta.

impulsos Consideraremos los procesos que ocurren en el esquema, comenzando desde el momento del tiempo. cuando el voltaje a través del capacitor alcanza el valor
y el transistor se abrirá (Fig. 6.36).

Dado que el voltaje en el devanado secundario (base) permanece constante durante la formación de la parte superior del pulso
, luego, a medida que se carga el capacitor, la corriente base disminuye exponencialmente
, Dónde
es la resistencia de la región base-emisor de un transistor saturado;
es la constante de tiempo.

De acuerdo con la ecuación actual, la corriente de colector del transistor está determinada por la expresión
.

De las relaciones anteriores se deduce que en el oscilador de bloqueo autooscilador, durante la formación del pico del pulso, cambian tanto la corriente de base como la de colector. Como puede ver, la corriente base disminuye con el tiempo. La corriente del colector, en principio, puede aumentar y disminuir. Todo depende de la relación entre los dos primeros términos de la última expresión. Pero incluso si la corriente del colector disminuye, es más lenta que la corriente base. Por lo tanto, cuando la corriente de base del transistor disminuye, llega el momento , cuando el transistor sale del modo de saturación y finaliza el proceso de formación de la parte superior del pulso. Por lo tanto, la duración del pico del pulso está determinada por la relación
. Entonces podemos escribir la ecuación de corrientes para el momento en que se completa la formación de la parte superior del pulso:

.

Después de algunas transformaciones tenemos
. La ecuación trascendental resultante se puede simplificar bajo la condición
. Usando la expansión en serie de la exponencial y restringiéndonos a los dos primeros términos
, obtenemos una fórmula para calcular la duración del pico del pulso
, Dónde
.

Durante la formación de la parte superior del pulso debido al flujo de la corriente base del transistor, el voltaje a través del capacitor cambia y en el momento en que el transistor se cierra, se vuelve igual a
. Sustituyendo en esta expresión el valor
e integrando, obtenemos:

.

Cuando el transistor cambia al modo activo de operación, la condición de autoexcitación comienza a cumplirse nuevamente y tiene lugar en el circuito un proceso similar a una avalancha de su cierre. Al igual que en el generador de bloqueo en espera, después de que se cierra el transistor, la energía almacenada en el transformador se disipa, acompañada de la aparición de sobretensiones en el colector y en la base. Después del final de este proceso, el transistor continúa en estado cerrado debido al hecho de que se aplica un voltaje negativo del capacitor cargado a la base. . Este voltaje no permanece constante, porque en el estado cerrado del transistor a través del capacitor y resistencia la corriente de recarga fluye desde la fuente de alimentación . Por lo tanto, a medida que el capacitor se recarga el voltaje en la base del transistor aumenta exponencialmente
, Dónde
.

Cuando el voltaje base alcanza
, el transistor se abre y el proceso de formación de pulsos comienza de nuevo. Así, la duración de la pausa , determinado por el tiempo que el transistor está en el estado apagado, se puede calcular si ponemos
. Entonces obtenemos
.Para un oscilador de bloqueo basado en un transistor de germanio, la fórmula resultante se simplifica, ya que
.

Los generadores de bloqueo tienen una alta eficiencia, ya que prácticamente no se consume corriente de la fuente de alimentación en la pausa entre pulsos. En comparación con los multivibradores y los vibradores individuales, le permiten obtener un ciclo de trabajo más grande y una duración de pulso más corta. Una ventaja importante del bloqueo de generadores es la posibilidad de obtener pulsos cuya amplitud es mayor que la tensión de alimentación. Para ello basta con que la relación de transformación del tercer devanado (de carga)
. En un generador de bloqueo, en presencia de varios devanados de carga, es posible realizar el aislamiento galvánico entre las cargas y recibir pulsos de diferente polaridad.

El circuito generador de bloqueo no está implementado en un diseño integrado debido a la presencia de un transformador de pulso.


La tarea del cálculo es determinar la estructura del circuito eléctrico, seleccionar la base del elemento, determinar los parámetros del circuito eléctrico de los generadores de pulso.

Datos iniciales:

tipo de proceso tecnológico y sus características;

uso constructivo del circuito de descarga;

características de la tensión de alimentación;

parámetros del impulso eléctrico, etc.

Secuencia de cálculo:

La secuencia de cálculo depende de la estructura del circuito eléctrico del generador, que consta total o parcialmente de los siguientes elementos: una fuente de tensión continua (alterna), un autogenerador, un rectificador, un circuito de descarga, un alto- transformador de voltaje, una carga (Fig. 2.14).

cálculo del convertidor de voltaje (Fig. 2.15, a);

cálculo del generador de impulsos real (Fig. 2.16).


2.14. Diagrama de bloques completo del generador de pulsos: 1 - fuente de voltaje; 2 - autooscilador; 3 - rectificador; 4 - filtro de suavizado; 5 - circuito de descarga con transformador de alto voltaje; 6 - carga.

Cálculo del convertidor (Fig. 2.15 a). Tensión de alimentación U n \u003d 12V DC. Seleccionamos el voltaje de salida del convertidor U 0 \u003d 300V a una corriente de carga J 0 \u003d 0.001 A, potencia de salida P 0 \u003d 0.3 W, frecuencia f 0 \u003d 400 Hz.

El voltaje de salida del convertidor se selecciona de las condiciones de aumento de la estabilidad de la frecuencia del generador y para obtener una buena linealidad de los pulsos de voltaje de salida, es decir, U n >>U incluido el guión, generalmente U n = 2U incluido el guión .

La frecuencia de la tensión de salida se establece a partir de las condiciones de rendimiento óptimo del oscilador maestro del convertidor de tensión.

Los valores de P 0 y U 0 permiten utilizar el dinistor VS de la serie KY102 en el circuito del generador.

Como transistor VT, usamos MP26B, para el cual los modos límite son los siguientes: U kbm = 70V, I KM = 0.4A, I bm = 0.015A, U kbm = 1V.

Ofrecemos el núcleo del transformador hecho de acero eléctrico. Aceptamos V M = 0,7 T, η = 0,75, 25 s.

Verificamos la idoneidad del transformador realizado para operar en el circuito del convertidor de acuerdo con las condiciones:

Ukbm ≥2.5Un; I km ≥ 1,2 I kN; I bm ≥1.2I bn. (2.77)

corriente de colector de transistores

Corriente máxima del colector:

De acuerdo con las características del colector de salida del transistor MP26B para una corriente de colector dada β st \u003d 30, por lo tanto, la corriente de saturación de base

A.

Corriente básica:

Yo bm \u003d 1.2 0.003 \u003d 0.0036A.

Por tanto, el transistor MP26B, según la condición (2.78), es adecuado para el circuito diseñado.

La resistencia de las resistencias en el circuito divisor de voltaje:

Om,; (2.79)

Ohm.

Aceptamos los valores estándar más cercanos de las resistencias de las resistencias R 1 = 13000 ohmios, R 2 = 110 ohmios.

La resistencia R en el circuito base del transistor regula la potencia de salida del generador, su resistencia es de 0,5 ... 1 kOhm.

Sección transversal del núcleo del transformador TV1:



Figura 2.15. Diagrama esquemático del generador de pulsos: a - convertidor;

b - generador de impulsos

Elegimos el núcleo Ø8×8, para el cual S c =0,52·10 -4 m2.

El número de vueltas en los devanados del transformador TV1:

vitamina; (2.81)

vit.; (2.82)

vitamina (2.83)

Capacitancia del condensador de filtro VC1:

El diámetro de los cables de los devanados del transformador TV1:

Seleccionamos los diámetros de cable estándar d 1 \u003d 0,2 mm, d 2 \u003d mm, d 3 \u003d 0,12 mm.

Teniendo en cuenta el grosor del aislamiento de esmalte d 1 \u003d 0,23 mm, d 2 \u003d 0,08 mm, d 3 \u003d 0,145 mm.



Arroz. 2.16. Esquema de cálculo del generador de impulsos.

Cálculo de generadores de impulsos (Fig. 2.16)

Tomamos el voltaje en la entrada del generador igual al voltaje en la salida del convertidor U 0 = 300 V. La frecuencia del pulso f = 1 ... 2 Hz. La amplitud del voltaje del pulso no es más de 10 kV. La cantidad de electricidad en el pulso no es más de 0.003 C. Duración del pulso hasta 0,1 s.

Seleccionamos un diodo VD tipo D226B (U arr = 400 V, I pr \u003d 0.3 A, U pr \u003d 1 V) y un tiristor del tipo KN102I (U on = 150 V, I pr t = 0.2 A, U pr \u003d 1 .5 V, I on = 0.005 A, I off = 0.015 A, τ on = 0.5 10 -6 s τ off = 40 10 -6 s).

La resistencia directa a la corriente continua del diodo R d.pr \u003d 3.3 Ohm y el tiristor R t.pr \u003d 7.5 Ohm.

Período de repetición de pulso para un rango de frecuencia dado:

. (2.86)

La resistencia del circuito de carga R 3 debe ser tal que

Ohm. (2.88)

Entonces R 3 \u003d R 1 + R d.pr \u003d 20 10 3 + 3.3 \u003d 20003.3 Ohm.

Corriente de carga:

R. (2.89)

La resistencia R 2 limita la corriente de descarga a un valor seguro. Su resistencia:

ohmios, (2,90)

donde Up es el voltaje en el capacitor de carga VC2 al comienzo de la descarga, su valor es igual a Uoff. En este caso, se debe observar la condición R 1 >>R 2 (20·10 3 >>750).

Resistencia del circuito de descarga:

R p \u003d R 2 R t pr \u003d 750 + 7.5 \u003d 757.5 Ohm.

Se cumplen las condiciones para la inclusión estable (2.91, 2.92).

, , (2.91)

, . (2.92)

Capacitancia del condensador VC2:

. (2.93)

Capacitancia VC2 para frecuencia f=1 Hz:

F

Y para una frecuencia de 2 Hz:

C 2 \u003d 36 10 -6 F.

La amplitud de la corriente en el circuito de carga del condensador VC2.

, (2.94)

La amplitud de la corriente en el circuito de carga del condensador VC2:

, (2.95)

Energía de pulso:

J (2,96)

La cantidad máxima de electricidad en un pulso:

q metro \u003d Yo pag τ pag \u003d Yo pag R pag C 2 \u003d 0.064 757.5 72 10 -6 \u003d 0.003 C (2.97)

no excede el valor especificado.

Calculemos los parámetros del transformador de salida TV2.

Potencia estimada del transformador:

mar, (2.98)

donde η t \u003d 0.7 ... 0.8 - la eficiencia de un transformador de baja potencia.

Área seccional del núcleo del transformador:

El número de vueltas de cada devanado del transformador por

vita/V. (2.100)

El número de vueltas en los devanados del transformador TV2:

W 4 \u003d 150 N \u003d 150 16.7 \u003d 2505 vit.; (2.101)

W 5 \u003d 10000 16.7 \u003d 167 10 3 vit.

Diámetro de alambre en devanados (2,85):

milímetro;

milímetro

Elegimos los diámetros estándar de los cables con aislamiento esmaltado d 4 \u003d 0,2 mm, d 5 \u003d 0,04 mm.

Ejemplo. Determine el voltaje y las corrientes en el circuito de la fig. 2.16.

Dado: U c \u003d 300 V AC 400 Hz, C \u003d 36 10 -6 F, R d.pr \u003d 10 Ohm, R t.pr \u003d 2.3 Ohm, L w \u003d 50 mH, R 1 \u003d 20 kOhm , R 2 \u003d 750 ohmios.

Tensión del condensador en el momento de la carga:

, (2.102)

donde τ st \u003d 2 10 4 36 10 -6 \u003d 0.72 s.

La impedancia del circuito de carga de la capacitancia VC2:

La corriente de carga es:

A.

En este artículo, hablaremos sobre el generador de pulsos para la celda Mayer.

Al estudiar la base de elementos de las placas electrónicas, en la que se ensamblaron todos los dispositivos incluidos en la compleja instalación utilizada por Meyer en el generador de hidrógeno instalado por él en el automóvil, ensamblé la "parte principal" del dispositivo: un generador de pulso.

Todas las tarjetas electrónicas realizan ciertas tareas en la Célula.

La parte electrónica de la instalación del generador de hidrógeno móvil Meyer consta de dos dispositivos completos diseñados como dos bloques independientes. Se trata de una unidad de control y vigilancia de una celda productora de una mezcla de oxígeno-hidrógeno y de una unidad de control y vigilancia de alimentación de esta mezcla a los cilindros de un motor de combustión interna. La primera foto se muestra a continuación.

La unidad de control y monitoreo para el funcionamiento de la celda consta de un dispositivo de fuente de alimentación secundaria que proporciona energía a todas las placas del módulo y once módulos: placas que consisten en generadores de pulsos, circuitos de control y gestión. En el mismo bloque, detrás de los tableros generadores de pulsos, se encuentran los transformadores de pulsos. Uno de los once kits: la placa del generador de impulsos y del transformador de impulsos se utiliza específicamente para un solo par de tubos Cell. Y como hay once pares de tubos, también hay once generadores.

.

A juzgar por las fotografías, el generador de pulsos está ensamblado en la base de elementos más simple de los elementos lógicos digitales. Los diagramas esquemáticos publicados en varios sitios dedicados a Mayer Cell, según el principio de funcionamiento, no están tan lejos de su original, con la excepción de una cosa: están simplificados y funcionan sin control. En otras palabras, los pulsos se aplican a los tubos de electrodos hasta que se produce una "pausa", que, a su discreción, el diseñador del circuito establece rápidamente con la ayuda de un ajuste. La "pausa" de Meyer se forma solo cuando la Célula misma, que consta de dos tubos, informa que es hora de hacer esta pausa. Hay un ajuste de la sensibilidad del circuito de control, cuyo nivel se establece rápidamente mediante el ajuste. Además, hay un ajuste rápido de la duración de la "pausa", el tiempo durante el cual la celda no recibe pulsos. El circuito del generador Mayer prevé el ajuste automático de la "pausa" en función de la necesidad de la cantidad de gas producido. Este ajuste se realiza mediante una señal de la unidad de control y el seguimiento del suministro de la mezcla de combustible a los cilindros del motor de combustión interna. Cuanto más rápido gira el motor de combustión interna, mayor es el consumo de la mezcla de oxígeno e hidrógeno y más corta es la "pausa" para los once generadores.

En el panel frontal del generador Mayer, hay ranuras de resistencias de corte que ajustan la frecuencia del pulso, la duración de la pausa entre las ráfagas de pulsos y establecen manualmente el nivel de sensibilidad del circuito de control.

Para la replicación de un generador de impulsos experimentado, no es necesario el control automático de la demanda de gas ni la regulación automática de la "pausa". Esto simplifica el circuito electrónico del generador de impulsos. Además, la base electrónica moderna es más avanzada que hace 30 años, por lo que con microcircuitos más modernos, no tiene sentido usar los elementos lógicos más simples que Meyer usó antes.

Este artículo publica un circuito de un generador de pulsos, ensamblado por mí, recreando el principio de funcionamiento del generador de celdas Mayer. Este no es mi primer diseño de un generador de pulsos, antes había dos circuitos más complejos capaces de generar pulsos de varias formas, con modulación de amplitud, frecuencia y tiempo, circuitos para controlar la corriente de carga en los circuitos del transformador y de la Celda. sí mismo, circuitos para estabilizar las amplitudes de los pulsos y la forma del voltaje de salida en la celda. Como resultado de la exclusión de, en mi opinión, funciones "innecesarias", se obtuvo el circuito más simple, muy similar a los circuitos publicados en varios sitios, pero que difiere de ellos en presencia del circuito de control de corriente de la celda.

Como en otros circuitos publicados, hay dos generadores en la celda. El primero es un generador, un modulador que forma ráfagas de pulsos, y el segundo es un generador de pulsos. Una característica del circuito es que el primer oscilador - el modulador no funciona en el modo de oscilador, como otros desarrolladores de los circuitos Meyer Cell, sino en el modo de oscilador de reserva. El modulador funciona según el siguiente principio: en la etapa inicial, permite que el generador funcione, y cuando se alcanza una cierta amplitud de corriente directamente en las placas de la celda, la generación se desactiva.

En la instalación móvil de Mayer, se utiliza un núcleo delgado como transformador de impulsos y el número de vueltas de todos los devanados es enorme. Ni las dimensiones del núcleo ni el número de vueltas se especifican en ninguna de las patentes. En una configuración estacionaria, Mayer tiene un toroide cerrado con dimensiones conocidas y el número de vueltas. Eso es lo que decidimos usar. Pero dado que desperdiciar energía en la magnetización en un circuito generador de un solo ciclo es un desperdicio, se decidió usar un transformador con un espacio, basado en el núcleo de ferrita del transformador de línea TVS-90 que se usa en los televisores de transistores en blanco y negro. Es el más adecuado para los parámetros especificados en las patentes de Mayer para instalación fija.

El diagrama de circuito de la Celda Mayer en mi actuación se muestra en la figura.

.

No hay complejidad en el diseño del generador de impulsos. Se ensambla en microcircuitos banales: temporizadores LM555. Debido al hecho de que el generador es experimental y no se sabe qué corrientes de carga podemos esperar, por confiabilidad, se utiliza IRF como transistor de salida VT3.

Cuando la corriente de la Célula alcanza un cierto umbral, en el cual las moléculas de agua se rompen, es necesario detener el suministro de impulsos a la Célula. Para ello, se utiliza un transistor de silicio VT1 - KT315B, que impide el funcionamiento del generador. La resistencia R13 "Corriente de bloqueo de generación" está diseñada para establecer la sensibilidad del circuito de control.

El interruptor S1 "Duración gruesa" y la resistencia R2 "Duración fina" son ajustes operativos de la duración de la pausa entre ráfagas de pulsos.

De acuerdo con las patentes de Mayer, el transformador tiene dos devanados: el primario contiene 100 vueltas (para 13 voltios de alimentación) de cable PEV-2 con un diámetro de 0,51 mm, el secundario contiene 600 vueltas de cable PEV-2 con un diámetro de 0,18 mm.

Con los parámetros especificados del transformador, la tasa óptima de repetición de pulsos es de 10 kHz. El inductor L1 está enrollado en un mandril de cartón con un diámetro de 25 mm y contiene 100 vueltas de alambre PEV-2 con un diámetro de 0,51 mm.

Ahora que ha "tragado" todo esto, analicemos este esquema. Con este esquema, no utilicé esquemas adicionales para aumentar la producción de gas, porque no se observan en la Celda Mayer móvil, por supuesto, sin contar la estimulación con láser. O me olvidé de ir con mi Cell a la "abuela - susurradora" para que susurrara el alto rendimiento de Cell, o no elegí el transformador correcto, pero la eficiencia de la instalación resultó ser muy baja, y el transformador mismo estaba muy caliente. Teniendo en cuenta que la resistencia del agua es pequeña, la celda en sí no es capaz de actuar como un condensador de almacenamiento. La celda simplemente no funcionó de acuerdo con el "escenario" que describió Meyer. Por lo tanto, agregué un capacitor adicional C11 al circuito. Solo en este caso, apareció una forma de señal en el oscilograma de voltaje de salida, con un proceso de acumulación pronunciado. ¿Por qué no lo puse en paralelo con la celda, sino a través de un estrangulador? El circuito de control de corriente de la celda tiene que rastrear el aumento repentino de esta corriente, y el capacitor lo evitará con su carga. La bobina reduce la influencia de C11 en el circuito de control.

Usé agua del grifo y usé agua destilada fresca. Como simplemente no pervertí, pero los costos de energía con un rendimiento fijo fueron de tres a cuatro veces más altos que directamente de la batería a través de una resistencia limitadora. La resistencia del agua en la celda es tan pequeña que el aumento en el voltaje del pulso por parte del transformador se extinguió fácilmente a baja resistencia, lo que provocó que el circuito magnético del transformador se calentara mucho. Es posible suponer que todo el motivo es que utilicé un transformador de ferrita, y en la versión móvil de Mayer Cell hay transformadores en los que el núcleo está casi ausente. Actúa más como un marco. No es difícil entender que Mayer compensó el pequeño grosor del núcleo con una gran cantidad de vueltas, aumentando así la inductancia de los devanados. Pero la resistencia al agua no aumentará a partir de esto, por lo tanto, el voltaje, sobre el que escribe Meyer, no aumentará al valor descrito en las patentes.

Para aumentar la eficiencia, decidí "tirar" el transformador del circuito, en el que se produce la pérdida de energía. El diagrama esquemático de la celda Meyer sin transformador se muestra en la figura.

.

Como la inductancia de la bobina L1 es muy pequeña, también la excluí del circuito. Y "he aquí que" la instalación comenzó a producir una eficiencia relativamente alta. Realicé experimentos y llegué a la conclusión de que para un volumen dado de gas, la instalación gasta la misma energía que durante la electrólisis con corriente continua, más o menos el error de medición. Es decir, finalmente monté una instalación en la que no hay pérdida de energía. Pero, ¿por qué es necesario si los costos de energía son exactamente los mismos directamente de la batería?

Terminación

Terminemos el tema de la muy poca resistencia al agua. La celda en sí no puede funcionar como un capacitor de almacenamiento porque el agua, que actúa como un dieléctrico del capacitor, no puede serlo: conduce la corriente. Para que tenga lugar el proceso de electrólisis (descomposición en oxígeno e hidrógeno), debe ser conductor. Resulta una contradicción irresoluble, que solo se puede resolver de una manera: Rechazar la versión de "Célula-condensador". La acumulación en la Celda, como un capacitor, no puede ocurrir, ¡esto es un Mito! Si tenemos en cuenta el área de las placas del condensador formadas por las superficies de los tubos, incluso con un dieléctrico de aire, la capacitancia es insignificante, y aquí el agua con su baja resistencia activa actúa como dieléctrico. ¿No crees? Tome un libro de texto de física y calcule la capacitancia.

Se puede suponer que la acumulación se produce en la bobina L1, pero esto tampoco puede ser debido a que su inductancia también es muy pequeña para una frecuencia de unos 10 kHz. La inductancia del transformador es varios órdenes de magnitud superior. Incluso puede pensar por qué se "enchufó" al circuito con una pequeña inductancia.

Epílogo

Alguien dirá que todo es un milagro en el devanado bifilar. En la forma en que se presenta en las patentes de Mayer, no tendrá ningún sentido. El devanado bifilar se usa en filtros de energía de protección, no del mismo conductor, sino de fase opuesta y está diseñado para suprimir altas frecuencias. Incluso está disponible en todas, sin excepción, las fuentes de alimentación para ordenadores y portátiles. Y para el mismo conductor, se realiza un devanado bifilar en una resistencia de alambre, para suprimir las propiedades inductivas de la propia resistencia. El devanado bifilar se puede utilizar como un filtro que protege el transistor de salida, evitando que los pulsos de microondas de alta potencia pasen al circuito del oscilador, suministrados desde la fuente de estos pulsos directamente a la celda. Por cierto, la bobina L1 es un excelente filtro para microondas. El primer circuito generador de pulsos que usa un transformador elevador es correcto, solo falta algo entre el transistor VT3 y la propia celda. Dedicaré el próximo artículo a esto.

Los generadores más comunes son pulsos de voltaje rectangulares y linealmente cambiantes (dientes de sierra).

Los generadores de señales de pulsos (generadores de pulsos) pueden operar en uno de tres modos: autooscilante, en espera y sincronización.

En el modo autooscilatorio, los generadores forman continuamente señales de pulso sin influencia externa. En el modo de espera, los generadores generan una señal de pulso solo cuando llega una señal externa (disparo). En modo de sincronización, los generadores generan pulsos de tensión cuya frecuencia es igual o múltiplo de la frecuencia de la señal de sincronización.

Generadores de impulsos rectangulares se dividen en multivibradores y generadores de bloqueo. Ambos pueden funcionar tanto en modo autooscilante como en modo de espera.

Multivibradores autooscilantes se puede construir sobre elementos discretos, lógicos o amplificadores operacionales. Un multivibrador autooscilante basado en un amplificador operacional se muestra en la fig. 11.12.

Arroz. 11.12. Multivibrador autooscilante basado en amplificador operacional

En este circuito, con la ayuda de las resistencias R 1 y R 2, se introduce una retroalimentación positiva, que es una condición necesaria para que se produzcan oscilaciones eléctricas. Dependiendo del voltaje de salida (que puede ser igual a + E pit o -E pit, donde E pit es el voltaje de suministro del amplificador operacional), el voltaje U +1 o el voltaje U +2 se establece en el no- entrada inversora del amplificador operacional. La capacitancia C, incluida en el circuito de retroalimentación negativa, se recarga con una constante de tiempo τ= RC. El período de repetición del pulso T está determinado por la expresión

.

Así, este multivibrador genera pulsos de voltaje rectangulares.

Generadores de bloqueo se utiliza para obtener potentes pulsos rectangulares de corta duración (desde fracciones de microsegundo hasta fracciones de milisegundo) y un ciclo de trabajo de hasta varias decenas de miles. El elemento principal de tales generadores es un transformador de pulso (Fig. 11.13).

Arroz. 11.13. Oscilador de bloqueo autooscilante

El oscilador de bloqueo puede funcionar en modo de autooscilación, de espera o de sincronización. Durante una pausa (no hay voltaje de salida), el capacitor se recarga a lo largo del circuito E–R–W 2 con una constante de tiempo τ 1 =RC. En el momento en que el voltaje en el capacitor C (y, por lo tanto, en la base del transistor) se vuelve igual a cero, el transistor comienza a abrirse (deja el modo de corte), la corriente del colector comienza a fluir, lo que provoca un positivo Aparece una señal de retroalimentación (a través del devanado del transformador W 2), bajo la influencia de la cual el transistor salta al modo de saturación. En este caso, el condensador C se recarga a lo largo del circuito W 2 -C - resistencia de entrada del transistor r en con constante de tiempo τ 2 = r en ·CON. Con un aumento en el voltaje a través del capacitor C, la corriente de base comienza a disminuir y al final de la carga, el transistor sale de la saturación y se cierra. Después de eso, la energía almacenada en la inductancia se descarga a la carga. Porque r en << R, entonces el tiempo que el transistor está en estado abierto t tu, y en consecuencia, la duración del pulso en la carga es mucho menor que el período de repetición del pulso.

Generador de rampa . El voltaje de cambio lineal (LIN) es un voltaje que cambia linealmente durante un período de tiempo llamado carrera de trabajo y luego regresa a su nivel original durante un período de tiempo llamado carrera inversa (Fig. 11.14).

Arroz. 11.14. Tensión de rampa

En la fig. 11.14 se aceptan las siguientes designaciones: U 0 - nivel inicial, U m - amplitud LIN, T p - tiempo de carrera de trabajo, T 0 - tiempo de carrera inversa.

Los dispositivos diseñados para formar LIN se denominan generadores LIN (CLAY). Los generadores LIN a menudo se denominan generadores de voltaje de diente de sierra.

El principio de construcción de generadores LIN se basa en la carga de la capacitancia por corriente continua. La base de CLAY (Fig. 11.15) es una capacitancia a través de la cual fluye una corriente continua desde una fuente de corriente continua IT, por lo que, cuando el dispositivo clave de KU está abierto, el voltaje en la capacitancia está determinado por la expresión

, (en i Con = I= constante), es decir cambia linealmente.

CLAYS puede funcionar tanto en una sala de espera (Fig. 11.15, A), o en modo auto-oscilatorio (Fig. 11.15, b). CLAY en modo auto-oscilatorio forma LIN regularmente, y para obtener LIN en CLAY en modo de espera, se requiere una entrada de pulso de voltaje externo U.

Arroz. 11.15. Generadores de voltaje lineal,

funcionamiento en modo de espera (a) y autooscilante (b)

Todas las ARCILLAS se pueden dividir en tres tipos:

a) con una cadena RC integradora (Fig. 11.16);

b) con una red de dos terminales estabilizadora de corriente (Fig. 11.17);

c) con retroalimentación de compensación (OS) (Fig. 11.18).

Arroz. 11.16. CLAY basado en interruptor de transistor

(con circuito RC integrador)

Hasta el punto en el tiempo t 1 el interruptor del transistor está en modo de saturación, es decir Voltaje tu que, y por lo tanto el voltaje tu salida, son iguales a cero. Cuando se aplica en el momento t 1 del pulso de voltaje de bloqueo, el transistor entra en el modo de corte, y la capacitancia C se carga desde la fuente E k a través de la resistencia R k, y el voltaje a través de la capacitancia tiende al nivel E k. t 2 el transistor vuelve a entrar en modo de saturación y se descarga la capacitancia a través de la baja resistencia del espacio colector-emisor del transistor.

Considere el principio de construir una línea de arcilla con una red de dos terminales estabilizadora de corriente, que asegura el flujo de corriente continua a través de ella, independientemente del voltaje aplicado (Fig. 11.17). El elemento estabilizador de corriente más simple es un transistor. Con una corriente de base constante (por ejemplo, i cariño), incluso con una disminución significativa en el voltaje tu equivalente entre el emisor y el colector (por ejemplo, de U 2 a U 1), la corriente de colector del transistor disminuye ligeramente.

Arroz. 11.17. CLAY con estabilizador de corriente bipolar

La desventaja de este circuito es que cuando se conecta a la salida (es decir, a la capacitancia C) de la resistencia de carga, se distorsiona la linealidad del voltaje de salida.

Considere CLAY con un sistema operativo de compensación (basado en el sistema operativo) (Fig. 11.18). en el momento t 1 llave A se abre y se ejecuta y ejecuta un golpe de avance, y en el momento del tiempo t 2 llave cierra, capacitancia CON se descarga y el voltaje de salida se pone a cero. Capacidad CON se carga con corriente continua, lo que significa que el voltaje en él (así como el voltaje tu salida) cambia linealmente (Fig. 11.18, b). Tensión de compensación tu A repite el voltaje a través de la capacitancia tu C cuando la llave se abre y la capacitancia se carga desde la fuente tu. Dado que el voltaje de compensación se enciende de manera opuesta al voltaje de la capacitancia, el voltaje aplicado a la resistencia R, todo el tiempo constante e igualmente tu.

Arroz. 11.18. CLAY con realimentación de compensación

fluyendo a través de la resistencia R corriente está dada por

i R =(mi- tu en )/ R.

Si el amplificador operacional está cerca del ideal, ( K→ ∞,tu en → 0 ,i → 0 ), Eso i R = mi/ R= constante Entonces el voltaje de salida está dado por

.

Los requisitos para los generadores de pulsos (PG) incluyen la necesidad de lograr una alta eficiencia. Además, están determinados por las propiedades del espacio entre electrodos (IEG), un elemento claramente no lineal del circuito eléctrico.

La estabilidad de los pulsos de corriente: la constancia de su duración depende de la constancia de las propiedades de la brecha y la inclinación del borde de ataque del pulso de voltaje. Cuanto mayor sea esta pendiente, más estables serán los pulsos de corriente. Esto implica otro requisito para los generadores de pulsos: un alto grado de inclinación del borde de ataque del pulso de voltaje.

El suministro de pulsos de energía al espacio entre electrodos durante EEE se puede realizar de acuerdo con el diagrama de bloques que se muestra en la Fig. 1, un.

Fig.1 Diagramas estructurales de la fuente de alimentación para la instalación de EDM y cronogramas de voltaje y corriente

Durante el tiempo τ y el interruptor K está cerrado y la fuente de alimentación entrega a la carga (MEM) la potencia P u, que es n veces mayor que la potencia media para el periodo de repetición del pulso T.

La potencia de la fuente de alimentación debe ser igual a P y = I m * U m , donde I m y U m son los valores de amplitud del voltaje y la corriente durante el pulso. Se consume solo en el intervalo de tiempo τ y.

Si despreciamos las pérdidas en el dispositivo de almacenamiento de energía, entonces la energía cedida por el dispositivo de almacenamiento al MEM será A=P y *τ y, y la potencia de la fuente P=A/T= P y *τ y /T=P y /n, es decir cuando se introduce un dispositivo de almacenamiento de energía en el diagrama de bloques, la potencia de la fuente puede reducirse n veces.

El esquema de la instalación electroerosiva, que proporciona trabajo con dispositivos de almacenamiento de energía, se muestra en la fig. 1b.

Durante la pausa P y *τ y el interruptor K está en la posición 1, ya través del limitador de corriente, el dispositivo de almacenamiento consume energía P/n de la fuente de energía. En este caso, el acumulador almacena energía A=P y *τ y, que, al cambiar el interruptor K para el tiempo de pulso τ y a la posición 2, da potencia P y =A/ τ y.

El trabajo según este esquema permite transformar la potencia de la fuente P=P y /n en la potencia que se consume en la carga.

Los generadores de pulsos se distinguen por el principio de operación, diseño y parámetros de pulso. GI se divide condicionalmente en dependiente, dependiente limitado e independiente. En el primero de ellos, los parámetros de los pulsos generados vienen determinados por el estado físico del gap entre electrodos. En generadores independientes, los pulsos no están asociados al estado del MEP.

La energía eléctrica en el dispositivo de almacenamiento se puede almacenar en forma de un campo eléctrico de un condensador o un campo electromagnético de una bobina inductiva. También se utilizan dispositivos de almacenamiento combinados que contienen resistencias activas, capacitancia e inductancia: generadores de relajación (Fig. 2).

Fig.2 Diagramas esquemáticos de generadores de relajación para instalaciones de AEE

En el proceso de su descarga, se consume la energía acumulada en los elementos reactivos del circuito (condensador o bobina inductiva).

El generador de pulsos RC (Fig. 2, a) consiste en una fuente de alimentación conectada en serie GRAMO, llave A, resistencia limitadora de corriente R 1 y condensador de almacenamiento De 1 conectado en paralelo al MEP.

El almacenamiento capacitivo se carga desde la fuente de alimentación a través de la resistencia limitadora R1 debido a que la corriente del devanado es mucho menor que la corriente del pulso I Y. La corriente de carga del capacitor se determinará a partir de la relación i 1 =(dUc/dτ)*С. Tensión del condensador donde U co es el voltaje inicial en el capacitor en el momento τ=0. Al final del voltaje de carga tu c será igual a la tensión de alimentación. La descarga ocurre durante el tiempo τ= T/norte. En el caso de un gran ciclo de trabajo de los pulsos, el valor promedio de la corriente de descarga durante el paso del pulso τ y en norte veces la corriente de carga, por lo que el almacenamiento capacitivo es esencialmente un transformador de corriente.

En un almacenamiento inductivo, la tasa de aumento de corriente en la inductancia está determinada por su valor y el voltaje aplicado. Corriente requerida yo y también se puede obtener para valores pequeños de la caída de voltaje a través de la inductancia U a<

En los procesos de mecanizado por electroerosión son más utilizados los generadores con almacenamiento capacitivo, ya que el almacenamiento inductivo es inferior al capacitivo en cuanto a rendimiento energético.

circuito de pulso LC generador se muestra en la fig. 2b. La corriente de carga fluye hacia el capacitor. CON de la fuente de alimentación GRAMO a través del devanado del vibrador L. Primero tira del ancla I vibrador electromagnético y aumenta el espacio entre electrodos, elevando el electrodo-herramienta.

Al final de la carga del capacitor, la corriente a través del devanado del vibrador disminuye gradualmente, la fuerza electromagnética que sostiene la armadura del vibrador se debilita y los electrodos comienzan a acercarse entre sí, lo que reduce el MEP. Tras la ruptura del MEP y el paso del pulso de corriente, se repite el ciclo del generador. La frecuencia del pulso está determinada por la relación L Y C en el circuito del generador.

Los generadores hechos de acuerdo con este esquema tienen una alta eficiencia y productividad.

Introducción al circuito de carga de la inductancia del generador RC (transición al generador RLC) aumenta la eficiencia del generador, ya que en este caso la resistencia limitadora de corriente disminuye. RLC- los generadores (Fig. 2, c) funcionan a un voltaje más bajo que los generadores RC, ya que en presencia de resonancia entre L Y CON el voltaje en el capacitor de almacenamiento es mayor que el voltaje de la fuente de alimentación.

Ecuación transitoria del circuito de carga RLC-generador tiene la forma

De esta ecuación se deduce que la carga de un capacitor puede ocurrir según una ley exponencial u oscilatoria.

El proceso oscilatorio ocurre en . En este modo de funcionamiento del circuito de carga, la tensión en el condensador al final del período de carga τ carga es casi el doble de la FEM.

De hecho, el voltaje máximo al que se puede cargar el capacitor depende de la relación R 1 /(2L 1).

EEE también se aplica SS- un generador de impulsos en el que se utiliza un condensador C 1 como elemento limitador de corriente. Tal generador tiene una mayor eficiencia en comparación con LC- generador con vibrador electromagnético. Propiedades de frecuencia SS Los generadores están determinados principalmente por las características de frecuencia de los diodos rectificadores. EN.

La principal desventaja de los generadores de relajación es la relación entre la frecuencia de los pulsos de corriente y el estado físico del MEP. Se puede eliminar si se introduce un interruptor controlado en el circuito de descarga, que en un momento dado conectaría un capacitor de almacenamiento al MEP.

Para alimentar los dispositivos EEE, existen generadores de pulsos estáticos que regulan parámetros de tiempo y energía en un amplio rango en ausencia de elementos de almacenamiento. Forman fácilmente pulsos rectangulares y unipolares. Según el método de generación, se dividen en generadores con excitación independiente, autogeneradores e inversores.

Estructuralmente, se fabrican principalmente en dispositivos de transistores o tiristores.

El diagrama de bloques de un generador de pulsos de amplio rango se muestra en la fig. 2.3.


Fig.3 Diagrama estructural de un generador de pulsos de transistor de amplio rango

Incluye una fuente de alimentación, bloques de alimentación, cuyo número puede ser igual a seis, con un diodo de separación VD, una unidad de encendido, un oscilador maestro, un preamplificador de potencia, un espacio de operación (MEP), una unidad de protección contra cortocircuitos. La composición de los bloques de potencia y el bloque de encendido incluye transistores de potencia que funcionan en el modo clave y conmutan sincrónicamente desde el oscilador maestro. Cuando se encienden los transistores, se suministra un pulso de baja potencia desde la unidad de encendido. Contribuye a la ruptura de la brecha y la formación de una descarga de bajo voltaje. Antes de la avería, el diodo separador D está bloqueado. Después de la ruptura, el voltaje a través del espacio disminuye a 40-25 V, el diodo D se abre y un pulso de corriente pasa a través del espacio, cuyo valor está determinado por la cantidad de unidades de potencia conectadas en paralelo. Su apagado síncrono interrumpe la descarga. En caso de cortocircuito en el espacio entre electrodos del MEC, todos los transistores de las unidades de potencia se desconectan. El suministro de pulsos al MEP se reanuda después de la eliminación del cortocircuito.

Para EEE de metales con pulsos de alta energía con una frecuencia de 50-100 Hz, se utilizan generadores de pulsos estáticos: transformadores de frecuencia industriales con válvula.

Los pulsos de energía con una duración de hasta milisegundos se obtienen utilizando generadores de pulsos que, según el principio de funcionamiento, se dividen en generadores de conmutador e inductor.

El generador de conmutador magnético (MKG) incluye un sistema magnético de polos alternos en el estator y un devanado de armadura. El devanado de la armadura en su circunferencia se distribuye de manera desigual en partes estrechas debajo de los polos, que son mucho más grandes en MCG que en las máquinas convencionales, por lo que aumenta la frecuencia de la corriente del generador. Cuando la armadura del generador gira en su devanado, ubicado en una sección estrecha opuesta a los polos del inductor, en el momento de pasar su inductor de polo variable, se induce una FEM pulsada simétrica.

Los pulsos se unipolarizan mediante un colector (conmutador) ubicado en el mismo eje que la armadura, que consta de dos sistemas de segmentos con escobillas superpuestas. La presencia de pausas entre pulsos facilita la conmutación, ya que la transición de las escobillas de un sistema de segmentos a otro se produce en el momento de ausencia de tensión en el devanado del inducido.

Un generador de pulsos de inductor de máquina (MIT) es una máquina eléctrica de tipo sin escobillas que genera un voltaje alterno de frecuencia aumentada. Su característica principal es la ausencia de un sistema de polos giratorios, que se sustituye por un inductor dentado. El devanado del inducido y la excitación están ubicados en el estator del generador. Se produce un flujo magnético variable debido a un cambio en la resistencia del circuito magnético del generador, debido al engranaje del inductor giratorio.

Debido al uso de un inductor dentado, se obtiene una curva de tensión alterna asimétrica con diferentes amplitudes de semiondas de polaridad positiva y negativa. Con una amplitud suficientemente pequeña de la media onda de voltaje inverso, la ruptura del MEP ocurre solo con pulsos de voltaje de polaridad directa, como resultado de lo cual los pulsos de corriente siempre serán unipolares.

Fuentes de alimentación industriales para instalaciones EEE.

El generador de pulsos de tiristores tipo TG-250-0.15M está diseñado para convertir una corriente alterna trifásica de frecuencia industrial en una corriente pulsada con una frecuencia de 150 Hz con un ciclo de trabajo ajustable. Se utiliza como fuente de energía con corriente tecnológica para máquinas electroerosivas de los modelos 4723, 4A724, 4D723, 4D26.

La productividad máxima de la máquina cuando es alimentada por un generador de pulsos de tiristores es de 4000 mm 3 /min en el caso de procesar acero 45 con herramientas de cobre y 3500 mm 3 /min cuando se procesa con herramientas de grafito.

El generador de impulsos incluye bloques de válvulas, reguladores de encendido, control, calentamiento y resistencia, así como transformadores y resistencias de lastre inductivas. El bloque de válvulas se ensambla de acuerdo con el esquema de un puente semicontrolado trifásico en diodos y tiristores. El bloque de encendido, sincronizado con los de potencia, genera pulsos de alto voltaje con una amplitud de 400-500 V, que atraviesan el espacio de erosión y forman una descarga de bajo voltaje. Para mantener automáticamente la distancia de trabajo del espacio de erosión, se proporciona una unidad de control de suministro con retroalimentación de voltaje. Estructuralmente, el generador de impulsos tiene la forma de un gabinete de servicio de doble cara de metal. Refrigeración por aire forzado.

Fabricante - software "Transformador", Zaporozhye.

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