Согласующие трансформаторы - раздел Философия, КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ По дисциплине ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ И НАДЕЖНОСТЬ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ Трансформаторы Применяются В Различных Усилительных И Измерительных Устройств...
Трансформаторы применяются в различных усилительных и измерительных устройствах для согласования электрических сигналов. По месту расположения в схеме трансформаторы согласования делятся на входные, межкаскадные и выходные.
Входными называют трансформаторы, включаемые между источником сигнала и входом электронного устройства.
Межкаскадными называют трансформаторы, включаемые между выходной цепью предыдущего и входной цепью последующего каскадов электронного устройства.
Выходными называют трансформаторы, включаемые между выходной цепью электронного устройства и нагрузкой.
Основными параметрами согласующих трансформаторов являются:
- индуктивность первичной обмотки (L1);
- индуктивность рассеяния (Ls1, Ls2);
- активное сопротивление обмоток (r1, r2);
- собственная емкость (Cтр);
- коэффициент трансформации;
- постоянная времени трансформатора (τтр);
- критическая мощность;
- коэффициент полезного действия;
- уровень нелинейных искажений.
Большинство этих параметров определяется в процессе расчета устройства, в котором предполагается использовать трансформатор, остальные задают перед расчетом и уточняют после его выполнения.
На рисунке представлена эквивалентная схема замещения трансформатора согласования
Отношение на частном цикле перемагничивания называется импульсной магнитной проницаемостью. Импульсная магнитная проницаемость меньше магнитной проницаемости материала магнитопровода .
Влияние вихревых токов. Изменение индуктивности происходит с большой скоростью, что вызывает сильные вихревые токи. Контуры, по которым протекают вихревые токи, обладают активным сопротивлением потерь и индуктивностью . В эквивалентной схеме импульсного трансформатора влияние вихревых токов учитывается включением параллельно индуктивности первичной обмотки цепи из последовательно соединенных и . Отношение называется вихревой постоянной магнитопровода, которая зависит от толщины листа, физических свойств материала магнитопровода и определяется формулой
где - толщина листа магнитопровода, м; - удельное сопротивление, Ом×м.
Вихревой ток в цепи - нарастает приблизительно по экспоненциальному закону .
Для упрощения параллельное соединение индуктивностей и заменяют одной индуктивностью , которую называют кажущейся. По кажущейся индуктивности первичной обмотки протекает ток , который называется кажущимся током намагничивания. Кажущаяся индуктивность первичной обмотки меньше индуктивности первичной обмотки, что эквивалентно уменьшению магнитной проницаемости магнитопровода. Поэтому в импульсных трансформаторах вводится понятие кажущейся магнитной проницаемости . Кажущаяся магнитная проницаемость зависит от длительности импульсов, толщины листов и удельного сопротивления магнитного материала. Для незначительного уменьшения кажущейся магнитной проницаемости необходимо, чтобы . На рисунке приведен график зависимости от отношения .
Возникновение вихревых токов приводит также к магнитному поверхностному эффекту – увеличению индукции на поверхности листа и уменьшению ее в центре. Вследствие поверхностного эффекта внутренняя часть листов используется плохо. Поэтому толщину материала магнитопровода в импульсных трансформаторах целесообразно выбирать минимальной. Минимальная толщина ограничивается стоимостью и технологией изготовления магнитопровода.
Искажение трансформируемого импульса проявляется в увеличении времени его нарастания, замедлении спада импульса, снижении вершины и возникновении затухающих колебаний (рис. 4.28). Формирование выходного импульса определяется параметрами трансформатора.
Формирование переднего фронта импульса
Формирование переднего фронта импульса определяется параметрами импульсного трансформатора. Для представленной на рис. 4.29 (а) схемы замещения импульсного трансформатора
eи - э.д.с. входного сигнала;
Rи - активное сопротивление источника импульсного напряжения;
С1 - суммарная емкость первичной обмотки и источника импульсного напряжения;
r1 - активное сопротивление первичной обмотки;
LS - индуктивность рассеяния обмоток;
L1 - индуктивность намагничивания;
С’2 – суммарная емкость вторичной обмотки приведенная к первичной;
r’2 - активное сопротивление вторичной обмотки, приведенное к первичной;
R’нагр - активное сопротивление нагрузки, приведенное к первичной.
При L1>> LS и С’2 >> С1 можно перейти к упрощенной схеме 4.29 (б), в которой , а , где - сопротивление, характеризующее потери на вихревые токи.
Характер переходного процесса в трансформаторе определяется величиной параметра
; где , а характеристическое
сопротивление трансформатора
При переходный процесс в ИТ имеет апериодический характер и выходное напряжение нарастает монотонно.
При переходный процесс в ИТ имеет колебательный характер и на вершине появляются затухающие колебания.
При малых значениях резко увеличивается выброс на вершине импульса. Оптимальным считается близкое к 0,7. При этом амплитуда выброса составляет около 4% установившегося значения, а длительность переднего фронта импульса
Следовательно, для получения короткого импульса переднего фронта выходного импульса необходимо иметь малое значение произведения (обычно задано). Требуемую форму переднего фронта импульса можно получить при рационально выбранной величине , определяющей значение .
Спад импульса.
Искажения спада импульса определяются величинами , , . Когда напряжение входного импульса уменьшится до нуля, в индуктивности запасается некоторое количество энергии, которое затем передается и , что вызывает задержку в достижении импульсом нулевой величины. В течение этого времени конденсатор заряжается, а затем разряжается через и , вызывая изменение полярности напряжения. При малых активных потерях в цепи возникают затухающие колебания.
ДОНБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ... Паэранд Ю Э...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Согласующие трансформаторы
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Эксплуатационные требования
Качество выполнения электронным устройством основных функций, для которых оно предназначено, определяется основными техническими параметрами, указанными в соответствующих документах (
Конструкторско-технологические требования
Защита от воздействия внешних факторов (влага, температура, вибрация и удары, микроорганизмы и др.) необходима не только для обеспечения нормальной работы ЭУ при эксплуатации, но и пр
Экономические требования
Экономичность конструкции в значительной степени закладывается на этапе разработки и определяется затратами на разработку, производство и эксплуатацию.
По уровню затрат времени и средств Э
Работа трансформатора в режиме холостого хода
При работе трансформатора в режиме холостого хода вторичная обмотка его разомкнута, а первичная потребляет из питающей сети относительно небольшой ток холостого хода. В этом случае приложенное к эт
Работа трансформатора под нагрузкой
При включении нагрузки во вторичную обмотку трансформатора в ней появится ток I2 , который создает намагничивающую силу этой обмотки
Надежность.
Около четвертой части всех отказов ЭА происходит из-за отказов резисторов. Это объясняется тем, что резисторы составляют около половины общего числа элементов схем ЭА.
Статистика отказов с
Система условных обозначений и маркировка резисторов
В соответствии с действующей системой сокращенных и полных условных обозначений сокращенное условное обозначение, присваиваемое резисторам, должно состоять из следующих элементов:
Резисторы постоянного сопротивления
А) Углеродистые резисторы(тип С1) –резисторы поверхностного типа, проводящим элементом которых является пиролитический углерод.
Пленку пиролитического угл
Резисторы переменного сопротивления
Подгонка или периодическая регулировка некоторых параметров электрической цепи осуществляется с помощью резисторов переменного сопротивления. Например, резистор переменного сопротивления должен с з
Основные параметры конденсаторов
Конденсаторы постоянной емкости характеризуются такими параметрами, как номинальной емкостью, электрической прочностью, реактивной мощностью, качеством изоляции, потерями, коэффициентом абсорбции,
Надежность
Современные конденсаторы характеризуютcя следующими средними значениями интенсивности отказов для конденсаторов постоянной емкости от 1,0×10-6 1/ч до 4×10-6 1/ч и
Постоянной емкости
Конденсаторы разделяются на различные группы.
По назначению - общего назначения, специального назначения.
По характеру изменения емкости
Конденсаторы с твердым неорганическим диэлектриком
А) Слюдяные конденсаторы.
Слюдяные конденсаторы представляют собой конструкции, состоящие из металлических обкладок и слюдяных пластин, выполняющих ро
Конденсаторы с твердым органическим диэлектриком
А) Бумажные конденсаторы (например, типа КБГ)
Бумажные конденсаторы состоят из двух длинных полос алюминиевой или свинцово-оловянной фольги, разделенн
Электролитические конденсаторы
Электролитические конденсаторы отличаются высокой удельной емкостью, обусловленной использованием в качестве диэлектрика тонкой оксидной пленки, образованной из вентильного металла электродов (алюм
Резонаторы
Необходимость применения вместо широко используемых колебательных контуров с электрическими индуктивностями и конденсаторами пьезоэлектрических и механических резонаторов вызвана тем, что с их помо
Пьезотрансформаторы
В конструкциях преобразования энергии, устройства питания источников света широко используются классические электромагнитные трансформаторы. Создание миниатюрного электромагнитного трансформатора с
Фильтры
Частотным фильтром называется устройство (четырехполюсник), обладающее различной величиной затухания для разных
Сравнение аналоговых фильтров с цифровыми.
С распространением цифровой техники аналоговые фильтры активно вытеснялись цифровыми фильтрами, однако существуют приложения, в которых использование цифровых фильтров нецелесообразно.
Паразитные связи на печатных платах
Паразитные связи на печатных платах возникают вследствие наличия паразитной емкости С и паразитной взаимоиндуктивности М между печатными прово
Механическая обработка печатных плат
Механическая обработка печатных плат включает:
-раскрой листового материала на полосы
-получение заготовок ПП;
-выполнение фиксирующих технологических, переходных и монта
Установка навесных изделий на печатной плате
Размещение навесных элементов на печатной плате согласовывается с конструктивными требованиями на печатный узел, блок и прибор в целом. При расположении элементов необходимо предусматривать необход
Способы охлаждения электронных устройств
В процессе переноса тепловой энергии в аппаратуре участвуют все три механизма теплопередачи
В зависимости от конкретных режимов работы и условий эксплуатации относительный вклад каждого из
Предварительный выбор системы охлаждения
Предварительный выбор системы охлаждения производится на ранней стадии конструирования. Для этого используются графики, характеризующие области целесообразного применения различных способов охлажде
Охлаждающие устройства современных компьютеров
Производители компьютеров ограничивают рабочую температуру процессоров: компания Intel - +66…780С, AMD - +85…900C. Считается, что при температуре в помещении +230C
Защита с помощью изоляционных материалов
Защита с помощью изоляционных материалов применяется для изделий или его частей наиболее уязвимых для влаги.
В настоящее время известны следующие способы защиты: пропитка, заливка, обволак
Защита электронных устройств от механических воздействий
Механические воздействия на электронные устройства в общем случае имеют случайный характер. Для упрощения расчетов при оценке влияния реальных воздействий используют упрощенные модели, называемые
Понятие, основные термины и определения
Надежностью называют свойство системы сохранять величины выходных параметров в пределах установленных норм при заданных режимах и условиях в течение требуемого интерв
Показатели надежности
6.2.1 Показатели безотказности.
Вероятность безотказной работы.
Под вероятностью безотказной работы (ВБР) элеме
Оценка надежности по внезапным эксплуатационным отказам
Внезапные эксплуатационные отказы (ВЭО) представляют собой внезапные отказы полноценной по надежности электронной системы, возникающие в период нормальной эксплуатации, когда приработка устройства
Оценка надежности по износовым отказам
Износовые отказы и отказы старения (ИСО) представляют частный случай постепенных отказов, вызванных процессами электрического и механического износа и старения и появляются в третий период эксплуат
Оценка надежности по приработочным отказам
Приработочные отказы (ПРО) представляют внезапные отказы, возникающие в период приработки, предшествующий периоду нормальной эксплуатации.
ПРО возникают вследствие
- ошибок, допущ
Способы обнаружения неисправностей
В связи с тем, что основное время ремонта составляет поиск неисправностей, рассмотрим способы их обнаружения. Следует отметить, что в общем случае выбор способа обнаружения неисправности определяет
Способы обеспечения ремонтопригодности
Ремонтопригодность в общем случае определяется применением стандартных и унифицированных сменных составных частей, ограничением их номенклатуры, легкосъемностью, взаимозаменяемостью, отсутствием сл
Методы анализа производственных погрешностей
Для анализа производственных погрешностей используется два основных метода: статистический и расчетно-аналитический.
Статистический
Статистический метод анализа производственных погрешностей.
Статистический метод можно разделить на ряд действий:
1) собственно наблюдения изучаемого узла (измерение параметров, определение свойств и т.п.);
2) группировка полученного при н
Экспериментальный метод.
При использовании этого метода данные получаются по результатам эксперимента. Сущность метода вытекает из рассмотрения уравнения погрешности выходного параметра
Расчетный метод.
Метод частных производных. Этот метод предполагает наличие аналитического выражения, связывающего выходной параметр с производственными погрешностями. Разложив уравнение (4) в ряд
Точность и устойчивость технологических процессов
Оценка точности ТП основывается на определении погрешности соответствующих параметров, а точнее характера его распределения, которое наиболее полно может быть представлено в виде кривой распределен
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
на частном цикле перемагничивания называется импульсной магнитной проницаемостью. Импульсная магнитная проницаемость меньше магнитной проницаемости материала магнитопровода 
.
и индуктивностью 
. В эквивалентной схеме импульсного трансформатора влияние вихревых токов учитывается включением параллельно индуктивности первичной обмотки цепи из последовательно соединенных 
называется вихревой постоянной магнитопровода, которая зависит от толщины листа, физических свойств материала магнитопровода и определяется формулой
- толщина листа магнитопровода, м; 
- удельное сопротивление, Ом×м.
.
заменяют одной индуктивностью 
, которую называют кажущейся. По кажущейся индуктивности первичной обмотки протекает ток 
, который называется кажущимся током намагничивания. Кажущаяся индуктивность первичной обмотки меньше индуктивности первичной обмотки, что эквивалентно уменьшению магнитной проницаемости магнитопровода. Поэтому в импульсных трансформаторах вводится понятие кажущейся магнитной проницаемости 
. Кажущаяся магнитная проницаемость зависит от длительности импульсов, толщины листов и удельного сопротивления магнитного материала. Для незначительного уменьшения кажущейся магнитной проницаемости необходимо, чтобы 
. На рисунке приведен график зависимости 
от отношения 
.
Возникновение вихревых токов приводит также к магнитному поверхностному эффекту – увеличению индукции на поверхности листа и уменьшению ее в центре. Вследствие поверхностного эффекта внутренняя часть листов используется плохо. Поэтому толщину материала магнитопровода в импульсных трансформаторах целесообразно выбирать минимальной. Минимальная толщина ограничивается стоимостью и технологией изготовления магнитопровода.
, а 
, где 
- сопротивление, характеризующее потери на вихревые токи.
; где 
, а характеристическое
переходный процесс в ИТ имеет апериодический характер и выходное напряжение нарастает монотонно.
переходный процесс в ИТ имеет колебательный характер и на вершине появляются затухающие колебания.
(
обычно задано). Требуемую форму переднего фронта импульса можно получить при рационально выбранной величине 
, определяющей значение 
, 
, 
. Когда напряжение входного импульса уменьшится до нуля, в индуктивности 
Новости и инфо для студентов