Однотактные генераторы

Однотактные генераторы, в режиме затухающих колебаний работают следующим образом. Конденсатор С_р через зарядную катушку индуктивности L_з заряжается от источника питания Е₀ до некоторого напряжения Uc_p1. При отпирании тиристора Т управляющим импульсом и_у конденсатор С_р разряжается через катушку индуктивности L_р, тиристор и контур нагрузки L_к, С_к, R_н. Ток разряда i_p возбуждает колебания в контуре L_к, С_к, R_н и прекращается, достигнув значения тока удержания тиристора. Конденсатор С_р после прекращения тока оказывается перезаряженным до напряжения обратной полярности Ucр₂. В результате к тиристору с момента окончания разрядного процесса будут приложены обратное напряжение конденсатора С_р и синусоидальное напряжение на контуре L_к, С_к, R_н. Соотношения параметров реактивных элементов схемы L_p/L_к, С_р/С_к следует выбирать с таким расчетом, чтобы амплитуда U_m колебательного напряжения на контуре была меньше абсолютного значения напряжения |— UCp₂|. В этом случае суммарное напряжение u_а, приложенное к аноду тиристора после окончания протекания тока через него, в течение достаточно длительного промежутка времени остается отрицательным, чем обеспечивается выключение тиристора независимо от генерируемой частоты. С момента выключения тиристора в контуре L_к, С_к, R_н происходят затухающие колебания.

Простейшие однотактные генераторы, в режиме незатухающих колебаний работают следующим образом. При отпирании тиристора Т управляющим импульсом u_у (рис. 2-6) через тиристор по цепи L_p — контур нагрузки L_к, С_к, R_н течет ток iа и происходит заряд конденсатора С_к. Ток заряда из-за резонансных свойств зарядной цепи носит колебательный характер. И момент t₁ ток тиристора i_а уменьшается до тока удержания тиристора и последний запирается. Напряжение на конденсаторе Ск, за вычетом напряжения источника питания E₀, с этого момента времени оказывается приложенным к тиристору. Для обеспечения условий выключения тиристора это напряжение должно превосходить по абсолютному значению напряжение E₀. В этом случае анодное напряжение тиристора u_a в течение времени t₂—t₁ = t_в после окончания тока сохраняется отрицательным и тиристор выключается. После окончания тока в контуре L_к, С_к, R_н происходят свободные колебания до момента времени t₃, когда на тиристор подается следующий управляющий импульс, и все процессы в схеме повторяются. В результате, если частота управляющих импульсов не сильно отличается от частоты контура L_к, С_к, R_н, то в нем развиваются колебания с частотой, равной частоте управляющих импульсов.

Однотактные генераторы с обратным диодом работают следующим образом. В момент прихода управляющего импульса u_y отпирается тиристор Т и конденсатор С_к, заряжается током i_a, протекающим через тиристор Т, катушку индуктивности L_p, контур нагрузки L_к, С_к, R_н. Поскольку цепь заряда имеет резонансный характер, то ток тиристора по форме близок к синусоидальному. В момент t₁ ток i_a становится равным нулю и тиристор запирается. Разность напряжений ис конденсатора С_к и источника питания Е₀ оказывается приложенной к диоду Д₁ с полярностью, приводящей к его отпиранию. Конденсатор С_к разряжается по цепи L_p, Д₁, L_к, С_к, R_н. Ток диода i_д, так же как и ток тиристора, имеет характер, близкий к синусоидальному. В момент t₂ он достигает нулевого значения. В течение времени t₂—t₁=t_в к тиристору приложено отрицательное напряжение u_а, равное падению напряжения на открытом диоде Д₁, и он выключается. Как только прекращается ток через диод (момент t₂), к тиристору оказывается приложенной сумма напряжений источника питания Е₀ и u_с на конденсаторе С_к. Скорость нарастания напряжения при этом практически не ограничивается, и требуются специальные меры для предотвращения повторных отпираний тиристоров, вызванных большой скоростью изменения напряжения и_a. Диод Д₂ включен для того, чтобы предотвратить перезаряд конденсатора С_к в контуре L_к, С_к, R_н после окончания тока через диод Д₁. В случае отсутствия диода Д₂ напряжение u_с может вычитаться из напряжения источника питания в момент включения тиристора T, что приводит к уменьшению его тока и мощности в нагрузке. Это особенно сказывается при работе генератора в диапазоне частот, когда изменяется частота управляющих импульсов тиристора T, и при работе на нагрузку, имеющую реактивный характер и меняющуюся в процессе работы, когда изменяется частота контура L_к, С_к, R_н.