 |
 |
 |
 |
/ и L
Рис. 3.17. Апериодические контуры питания: а - полная; б-г - упрощенные практические схемы
ЧИНЫ (3.54) и (3.55). Однако при частотах, близких к соь наступает режим изохронизма (резонанса), сопровождаемый биениями с частотами (со-©i). При этом Um может достигать огромных значений:
U = 2I,R = 2Eyiep.
Даже при незначительных 1м=(0,05... 0,1) 1ср Um= (0,1... 0,2)Е достаточно велико.
Контур цепи питания можно сделать апериодическим, введя сопротивление либо в ветвь индуктивности, либо в ветвь емкости,, тем более, что оба эти варианта имеют практическую основу. Провода питания и особенно выходное сопротивление источника имеют активные составляющие импеданса. Схема замещения электролитических конденсаторов содержит активные сопротивления,» включенные последовательно с емкостью. Полная схема контура представлена на рис. 3.17,а.
Электрический конденсатор замещается резистором Гс и конденсатором С, Гь-сопротивление проводов и источника питания, С - емкость керамического конденсатора, который предназначается для блокирования высоких частот.
Анализ полной схемы не только сложен, но и не дает нужной наглядности физической картины процессов. Практические схехмы более просты: на рис. 3.17,6 показана упрощенная схема, а на рис. 3.17,в,г - ее крайние модификации. Сопротивление R исключено, так как R;» L/C и не оказывает практического влияния на переходные процессы. Во всех трех схемах (рис. 3.17,6-г) представляет интерес критический и апериодический процессы при воздействии перепада тока I.
В критическом режиме возможны следующие варианты:
а) рис. 3.17,6
u (t) = I {fl - [(1/C - Fl Гс/L) t + Tl - rj e-«t}, (3.56)
где a=(rL + rc)/2L; Гь + Гс = 2/Т7С, т. е. C = 4L/(Гь + Гс). Если гь>Гс, то
Um = IfL, (3.57) -ели Гь<Гс, то
им = 1гс (для t = 0). (3.58)
Напряжение u(t) достигает уровня 0,9Um за Тм = 5Е/(гь+Гс). б) рис. 3.17,в
U (t) = 1гь(1 - е-« -Tbt e-«V4L), (3.59)
де Гь=2КЕ/С, а = Гь/2Е, т. е. С = 4Е/г2ь.
Для Um в этом случае также верно выражение (3.57). Напря-KeHHe-u(t) достигает уровня 0,9Um за Тм = 6Е/гь.
в) рис. 3.17,2
u(t) = Irce-«t(l-rct/4L), (3.60)
где rc = 2l/L/C, a = rc/2L, т. е. C = 4L/r2c.
Для Um в этом случае также верно выражение (3.58). Напряжение u(t) спадает до уровня 0,1Um за Т~2,5Е/гс.
Конденсатор С дает возможность избежать в начальный момент перепада напряжения 1гс. Поскольку С<С, то контур СЕгс можно рассматривать отдельно. Чтобы переходный процесс этого контура был апериодическим, необходимо получить CL/4r2c. Тогда напряжение и достигнет величины 1гс через время Т = = Ь/2гс. Для успешного блокирования высоких частот Т должно быть много больше 1фр. Для апериодического режима:
а) С>4Е/(гь + Гс)2. Выражение u(t) гораздо сложнее выражения (3.56), но сущность процесса сохраняется, только увеличивается время установления.
б) С>4Ь/г\. и(1) = 1гь(1-ei-c Процесс нарастания u(t) идет с постоянной времени ГьС до уровня им = 1гь. Um имеет вид (3.57).
в) C>4L/r2c. u(t)=Irce-2«t имеет вид (3.58). Напряжение u(t) спадает до уровня 0,1Um за время Т = 2,ЗЕ/гс. Подсоединение конденсатора С приводит к тому же эффекту,
что и в схеме на рис. 3.17,6, .критерии выбора С также сохраняются.
Во всех случаях, кроме наличия колебательного контура, сопротивление (емкостное или индуктивное) АЕД, а величина емкости С пропорциональна Е/(гь + Гс)2, т. е. примерно Р и обратно пропорциональна АЕ.
Местоположение максимума u(t) зависит от типа схемы, длительность переходного процесеа, а следовательно, время нарастания тока в индуктивной цепи, колеблется не столь значительно:
(2, 3...6)L/(rL-fГс)л!(2,3...6)Е1/АЕ. (3.61)
r-iftT
/7/77/
T >/
/77/ W Z
Рис, 3.18. Схема разводки цепей питания: а - электрическая; 6 - топографическая
К сопротивлениям резисторов Гь и Гс предъявляются противо речивые требования: для получения апериодического режима и надо увеличивать, для уменьшения помех - уменьшать. Разре шить эту дилемму можио, увеличив емкость конденсатора С. Ем кость апериодических контуров не менее, чем в 4 раза превышае емкость колебательного контура. Поэтому там, где удается избе жать резонанса, целесообразно применять колебательную систему
Обычно 1фр значительно меньше полного времени установлени переходных процессов в контурах цепей питания. При этохм уело ВИИ влияние {фр на u(t) в схемах 3.14 и 3.16 практически отсут ствует. Это можно отнести и к схемам 3.15, 3.17 в тех случаях когда 1фр меньше соответственно Т (схема 3.15) и Тм (схема 3.17). Если 1фр>У"ТС, то значения и(Т) и и(Тм) уменьшатся пример, но 1фр/"КЬС раз и отодвинутся на .момент времени t-fALC.
На эквивалентной электрической схеме, соответствующей дан ному способу разводки питания (рис. 3.18,а), индуктивности L0.., ... L2" сопротивления Гы...г"ь2 характеризуют шины питания; L и Ги - выходные импедансы источника вторичного напряжения Е; последовательно им включаются имнедансы проводов сети Lc и Гс, уменьшенные в раз (N - коэффициент трансформации от и к Е). Сопротивления Гс1...Гсз - омические потери в конденсаторах С1 ... СЗ.
Схехма на рис. 3.18,а отличается от ранее рассмотренных контуров тем, что, во-первых, здесь представлен многозвенный контур, и, во-вторых, на разные звенья действуют токи разной величины.
Многозвенность контура объясняется чисто конструктивнььми причинами. С точки зрения электротехники несохмненно лучше бы-, ло бы сосредоточить блокирующие конденсаторы в непосредственной близости от нагрузок. Тогда их суммарную емкость можно •было бы свести к минимуму. Но в то же время неразумно около микросхем ставить конденсаторы больших габаритов. Обычно в качестве Cl применяются керамические конденсаторы малой емкости без потерь с хорошей способностью замыкать токи высокой 56
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 [ 17 ] 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53