Меню

Как найти скорость нарастания тока

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Скорость — нарастание — ток

Скорости нарастания токов во всех тиристорах ШИП ( кроме скорости изменения прямого тока силового тиристора) ограничены индуктивностью LlF включенной последовательно с коммутирующей емкостью. Это приводит к необходимости включения вспомогательных резистор но-диодно-конденсаторных цепочек, ограничивающих скорости нарастания прямого напряжения. [1]

Скорость нарастания тока , проходящего через тиристор в процессе его отпирания, в значительной степени определяется параметрами анодной цепи. При высоком значении скорости нарастания тока dijdt на проводящем участке объема вентильного элемента может возникнуть высокая плотность тока и соответственно большое падение напряжения. Вследствие этого электрические потери, реализуемые в малом объеме структуры, могут вызвать местный перегрев и плавление полупроводника, приводящее к разрушению прибора. [2]

Скорость нарастания тока , в свою очередь, определяет характер работы электрических устройств. Если, например, катушка индуктивности является обмоткой электромагнита реле, то от скорости нарастания тока зависит время срабатывания реле. [3]

Скорость нарастания тока при переходе с холостого хода или рабочего режима к короткому замыканию зависит, в основном, от индуктивности цепи якоря, а превышение пикового значения тока /, по сравнению с установившимся значением 1К ( см. фиг. [4]

Скорость нарастания тока в открываемом тиристоре всегда может быть выбрана ниже допустимой, что значительно увеличивает надежность схемы. [5]

Скорость нарастания тока в обмотке электромагнитного реле определяется постоянной. [6]

Скорость нарастания тока нагрузки не зависит от того, по одно — или двухтактной схеме выполнен инвертор. При равных выходных параметрах и индуктивности цепи нагрузки ток на выходе однотактного инвертора возрастает под действием двойного по сравнению с двухтактным напряжения, однако это обстоятельство компенсируется вдвое меньшим коэффициентом заполнения. На рис. 4.125 даны эпюры нарастания тока короткого замыкания в нагрузке двух — ( штриховая линия) и однотактного инверторов. [8]

Скорость нарастания тока анода не ограничена внешней цепью. Этот случай реализуется, например, при включении тиристора на активную нагрузку или в линейных модуляторах и LC-формирователях коротких импульсов ( см. гл. [9]

Скорость нарастания тока анода ограничена внешней цепью. [10]

Скорость нарастания тока управляющего импульса должна быть достаточно высокой. [11]

Если скорость нарастания тока не превышает критического значения, то до какого-то данного уровня напряжения повреждение полупроводникового прибора произойти не может. Однако если непосредственно перед включением тиристора приложенное к нему прямое напряжение превышает этот уровень ( обычно он устанавливается равным 600 В), то допустимое в эксплуатации значение dildt должно быть ниже критического значения. [12]

Регулирование скорости нарастания тока через тиристор осуществляется введением в его цепь дополнительной индуктивности. [14]

Регулирование скорости нарастания тока осуществляется регулированием угла зажигания силового триггера, а также изменением величины параллельно включенного сварочного трансформатора емкости. [15]

Источник

Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

  • Вычислительная техника
    • Микроконтроллеры микропроцессоры
    • ПЛИС
    • Мини-ПК
  • Силовая электроника
  • Датчики
  • Интерфейсы
  • Теория
    • Программирование
    • ТАУ и ЦОС
  • Перспективные технологии
    • 3D печать
    • Робототехника
    • Искусственный интеллект
    • Криптовалюты

Чтение RSS

Как рассчитать скорость нарастания сигнала

Скорость нарастания или изменение напряжения в единицу времени, является мерой того, как быстро электронная схема будет передавать информацию. Чем выше скорость нарастания, тем быстрее электронная информация может передаваться по цепи. Самые быстрые компьютерные и коммуникационные устройства разработаны с электронными компонентами с самой высокой скоростью нарастания. Вы можете легко рассчитать скорость нарастания электронного устройства. Если в вкратце, то из графика формы электронного сигнала разделите изменение напряжения на время, необходимое для этого изменения.

Читайте также:  Исследования электрического тока в электролитах

Как рассчитать скорость нарастания сигнала

Получите график зависимости напряжения от времени для электронной формы сигнала для электронного компонента, о котором вы хотите знать. Вы можете запросить у изготовителя компонента технические данные, иллюстрирующие скорость нарастания.

Обратите внимание на область на графике формы сигнала, где напряжение повышается от минимального уровня напряжения до максимального уровня напряжения. Запишите самое высокое напряжение и самое низкое напряжение. Посмотрите на вертикальную ось графика, чтобы найти соответствующие уровни напряжения. Также запишите время, когда имеется самое низкое напряжение, и время, когда возникает самое высокое напряжение. Прочитайте время от горизонтальной оси на графике. Для этого примера примем низкое напряжение 0 Вольт, возникающее в течение 1 секунды, и высокое напряжение 5 Вольт, возникающее в течение 4 секунд.

Рассчитайте изменение напряжения. Вычтите самое низкое напряжение из самого высокого напряжения. Сделайте вывод, что для высокого напряжения 5 Вольт и низкого напряжения 0 Вольт изменение напряжения составляет 5 Вольт, так как 5 — 0 = 5.

Рассчитайте время изменения. Вычтите время, в которое возникает напряжение с наименьшим значением из времени, когда возникает напряжение наивысшего значения. Сделайте вывод о том, что если в момент времени, равное 1 вольт, возникло низкое напряжение 0 В, а в момент времени, равный 4 вольтам, было высокое напряжение, равное 4 секундам, изменение времени составило бы 3 секунды, поскольку 4 — 1 = 3.

Рассчитайте скорость нарастания. Разделите изменение напряжения на изменение времени. Сделайте вывод, что если изменение напряжения составило 5 Вольт, а изменение времени составило 3 секунды, скорость нарастания составила бы 1,66 Вольт в секунду, поскольку 5 / 3 составляет 1,66.

Конечно, такой расчет не из самых простых, и если вам необходимо сделать такой расчет в дипломной работе, и вы затрудняетесь с этим, то лучше, чтобы вам сделали диплом на заказ специалисты из Integral43, которые обладают богатым опытом в данной области.

Скорость нарастания часто используется как мера того, насколько быстрым является усилитель или как быстро цифровая логическая схема переключится из состояния низкого напряжения в состояние высокого напряжения. В электронной схеме, такой как цифровая логическая схема, время перехода из состояния низкого в высокое напряжение может составлять всего лишь миллиардные доли секунды.

Для точных расчетов скорости нарастания инженеры не используют самые высокие и самые низкие значения напряжения. Вместо этого они используют высокое значение напряжения, которое составляет 90 процентов от самого высокого напряжения, и низкое напряжение, которое составляет 10 процентов от самого высокого значения. Время между 10% и 90% точкой часто называют временем нарастания или спада сигнала.

Источник

Как снизить потери при включении силового ключа: простая схема управления скоростью нарастания

Вольфганг Франк (Infineon)

Снижение потерь на переключения в силовых электронных системах, например, в приводах, зачастую противоречит требованиям ЭМС и ограничивается таким параметром как скорость нарастания напряжения. Обычное компромиссное решение – выбор оптимального сопротивления в цепи затвора силового транзистора. К сожалению, в процессе работы изменить сопротивление нельзя. Простой способ решения, предлагаемый Infineon – параллельное использование двух традиционных драйверов.

Выбор оптимального резистора в цепи затвора подразумевает решение сразу двух противоречащих друг другу задач. Во-первых, резистор в цепи затвора должен обеспечить максимально быстрое переключение силового транзистора, а для этого сопротивление в цепи затвора должно быть минимальным. Это автоматически приводит к снижению потерь на переключение и, следовательно, к снижению общего уровня потерь. Во-вторых, увеличивая номинал резистора затвора, можно уменьшить скорость переключения, например, dvCE/dt или diC/dt. В таком случае при коммутациях будет меньше колебаний, вызванных паразитными индуктивностями и емкостями. В результате при выборе резистора в цепи затвора необходимо найти некоторое компромиссное значение сопротивления. Однако даже такое решение оказывается оптимальным только для нормального режима работы. При большой или малой нагрузке может потребоваться замедлить процесс коммутации.

Читайте также:  Катушка с током пост магнит

Работа с малой нагрузкой является обычным явлением для приводов. Переключение тока от диода, который по сравнению с IGBT обеспечивает относительно небольшой прямой ток, может привести к сильным колебаниям, если противоположный IGBT включится слишком быстро. Эти колебания сильно уменьшаются или исчезают, если прямой ток оказывается больше чем 25% от номинального тока [1].

Предлагаемое решение

Типовая схема управления силовым транзистором изображена на рисунке 1. В такой схеме интегральный драйвер поочередно выступает источником и приемником тока, протекающего в цепи затвора. При этом величина тока определяется сопротивлением резисторов затвора. Ток iOUT+ заряжает емкость затвора силового транзистора, а ток iOUT- – разряжает.

Рис. 1. В типовой схеме используется один драйвер

Рис. 1. В типовой схеме используется один драйвер

Существуют более сложные схемы управления силовыми транзисторами [1] и силовыми модулями (IPM) [2]. В настоящей статье рассматривается схема управления, состоящая из двух традиционных интегральных драйверов.

Предлагаемая схема изображена на рисунке 2. Она позволяет управлять током в цепи затвора при включении силового транзистора. Два драйвера 1EDI60I12AF включены параллельно. Они работают с традиционным ШИМ-сигналом, подаваемым на вход IN+. Вывод IN- драйвера IC2 используется в качестве входа разрешения (/EN) для активации дополнительного выхода iOUT+. Этот сигнал может формироваться схемой управления или поступать от датчиков, например, от датчика температуры или тока. Активация выхода OUT+ драйвера IC2 позволяет увеличить ток затвора на величину iOUT+2 в процессе включения силового транзистора.

Рис. 2. Управление скоростью нарастания за счет использования двух драйверов

Рис. 2. Управление скоростью нарастания за счет использования двух драйверов

В данной схеме для отключения транзистора используется только драйвер IC1. Драйвер IC2 не используется для отключения, так как возможна ситуация, при которой IC1 является источником, а IC2 — приемником тока. Это может привести к чрезмерному рассеянию мощности в микросхемах или в соответствующих резисторах затвора.

Синхронизация токов драйверов и тока затвора ig(t) показана на рисунке 3. При низкой нагрузке ток затвора обеспечивается только IC1, как показано в верхней части рисунка 3. В этом режиме эффективность включения определяется требованиями конкретного приложения с учетом необходимого значения dvCE/dt [3]. Переключение между режимами большой и малой нагрузки выполняется с помощью управляющего сигнала, подаваемого на вход IN- драйвера IC2, как показано на рисунке 2. Этот сигнал активирует выход IC2, что приводит к более быстрому включению. Сопротивление дополнительного резистора на выходе OUT+ микросхемы IC2 выбирается, исходя из требований конкретного приложения.

Рис. 3. Синхронизация токов IC1 и IC2 в предложенной схеме

Рис. 3. Синхронизация токов IC1 и IC2 в предложенной схеме

Оценка результатов испытаний

На рисунке 4 показаны результаты испытаний, в ходе которых были определены значения энергии включения Eon и скорость переключения dvCE/dt при различных сопротивлениях резисторов затвора и различных токах коллектора. Результаты испытаний предлагаемой схемы на этих графиках показаны пунктирной линией.

Рис. 4. Зависимость dvCE/dt (а) и энергии переключений Eon (б) от резистора затвора и тока коллектора. Результаты испытаний показаны пунктиром

Рис. 4. Зависимость dvCE/dt (а) и энергии переключений Eon (б) от резистора затвора и тока коллектора. Результаты испытаний показаны пунктиром

При испытаниях использовались резисторы затвора с диапазоном номиналов 10…47 Ом и токи коллектора 10…100% от номинального тока. Скорость нарастания dvCE/dt определялась по изменению напряжения 90%/10%. В качестве силового транзистора выступал IGBT 40 А, 1200 В IKW40N120T2 производства Infineon.

Читайте также:  Графов укше электрохимические цепи переменного тока

Скорость изменения dvCE/dt равномерно нарастает при увеличении тока коллектора. Единственным исключением является график для случая Rg = 10 Ом при IC = 10 А. Здесь наблюдается погрешность измерения, вызванная падением напряжения на паразитной индуктивности самой измерительной системы, которая, в свою очередь, ошибочно запускает автоматическое измерение dvCE/dt. Та же особенность относится и к графику предлагаемой схемы, который показан красной пунктирной линией. В ходе испытаний предлагаемой схемы использовались драйверы с затворными резисторами Rg1 = 18 Ом и Rg2 = 47 Ом. Предложенная схема использует затворный резистор Rg1 в области малых токов, именно поэтому традиционная схема с Rg = 20 Ом (график зеленого цвета) демонстрирует аналогичные результаты и более низкое значение dvCE/dt. Переключение на режим параллельной работы двух драйверов может происходить в области 50% от номинального тока (IC = 20 А).

График энергии включения показан на рисунке 4б. При использовании предлагаемой схемы Eon уменьшается с 4,8 мДж до 3,6 мДж при номинальном токе (IC = 40 A). Это примерно на 25% ниже, чем у традиционной схемы с одним драйвером.

Заключение

Использование двух драйверов для управления силовым транзистором является простым способом повышения эффективности, поскольку резисторы затворов можно выбирать независимо друг от друга. Драйверы могут использоваться для увеличения как втекающего, так и вытекающего тока. Кроме того, применение таких интегральных драйверов как 1EDI60I12AF производства Infineon позволяет снизить затраты на проектирование по сравнению с дискретными решениями с тем же функционалом. При использовании данной схемы сокращение энергии включения Eon на 25% возможно без каких-либо особых правил проектирования. Предложенная схема выгодно отличается от других альтернативных решений.

Литература

Перевел Вячеслав Гавриков по заказу АО КОМПЭЛ

Источник



Найти время нарастания тока

Сила тока в проводнике равномерно возрастает от 0 до 20 А. Определить время нарастания тока, если за это время по проводнику прошел заряд 100Кл. Ответ: 10 секунд.

t=int(от 0 до 20) q/i di При решении данного интеграла получается ответ 2. Дальше что делать не пойму, а еще там, вроде как, перед знаком интеграла, должен быть коэффициент k, вот его я тоже не могу составить.

Найти амплитуду силы тока, индуктивность соленоида и мощность тока
В цепи переменного тока Rl = 500 Ом, С = 5 microF, f = 1000 Hertz, U эффективный = 100 v. Найти.

Вычислите время изменения магнитного потока и силу индуктивного тока
Магнитный нормой через поверхность,ограниченную контуром проводника изменяется от 0.25 до 1 Вб. При.

Определите силу тока в катушке во время изменения магнитного поля.
Замкнутая накоротко катушка диаметром 10,0 см, имеющая 100 витков медленого провода,находится в.

через какое время сила тока замыкания достигнет 95% от предельного значения
Определите, через какое время сила тока замыкания достигнет 95% от предельного значения, если.

Заказываю контрольные, курсовые, дипломные работы и диссертации здесь.

Как ускорить скорость нарастания тока в катушке?
Есть задача — Передать как можно больше энергии в пьезоелемент\ты. Рассматриваются любые схемы.

Найти максимум тока в последовательной цепи переменного тока
К последовательно соединенным резистору с активным сопротивлением r=100 Ом, катушке с.

градации нарастания яркости светодиода
вот такой еще вопрос встал: надо определить градации нарастания тока = увеличения яркости.

Заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за время t от момента включения тока равен
Сила тока в проводнике изменяется по закону I=kt , где k=10 A/c .Заряд, прошедший через поперечное.

Источник