plik


ÿþFundamenty Elektroniki Przetwornice impulsowe Potworki i straszydBa Mam nadziej, ze teraz lepiej rozu- Po odrobinie zastanowienia prawdopo- miast przed chwil przeszli[my chyBkiem miesz sens takich straszydeB jak B, H, µ, dobnie potrafiBby[ sam przeksztaBci poda- do praktycznej warto[ci A podanej w ka- L ¦, ¨, ˜ i rozumiesz ich wzajemne zale|- ne wzory, by z ich pomoc zaprojektowa talogu. Czy jednak o czym[ nie zapomnie- no[ci. W zasadzie omówiBem tu wszyst- cewk do konkretnego zastosowania. Na li[my, tak szybko przechodzc od  ideal- kie wa|niejsze wzory wystpujce pewno ci si wydaje, |e wreszcie jeste[ nego rdzenia toroidalnego do rdzeni w mdrych ksi|kach. Niech od tej pory bardzo blisko celu: je[li potrzebna jest cew- spotykanych w praktyce? By mo|e spo- nie wywoBuj ju| u ciebie gsiej skórki na ka o pewnej indukcyjno[ci (podanej np. tkaBe[ si ju| z rdzeniami kubkowymi, plecach. Nie bój si tych wzorów. w materiaBach katalogowych producenta rdzeniami RM, czy rdzeniami ETD i CC. PodbudowaBem ci, prawda? Przypusz- scalonych przetwornic), to przyjmiesz jak[ W praktyce cz[ciej stosujemy rdzenie czam, |e uzbrojony w [wie|o zdobyt wie- warto[ A i obliczysz liczb zwojów: inne ni| toroidy, midzy innymi dlatego, |e L dz, mógBby[ obliczy, czy w danych wa- trudno jest nawin uzwojenie na zamkni- L runkach, konkretna cewka z rdzeniem b- tym rdzeniu toroidalnym. Kwestia ksztaBtu z = AL dzie pracowa w zakresie liniowym, czy nie jest jednak powa|nym problemem i tu te| w zakresie nasycenia. Chyba ju| teraz nie zapominajc, by warto[ indukcyjno[- nie ma powa|niejszej puBapki, bowiem pro- nie masz wtpliwo[ci, i| (prawie) wszyst- ci poda w nanohenrach. ducenci podaj w katalogach dla rdzeni kie ograniczenia zwizane z cewkami wyni- Potrzebna bdzie jeszcze warto[ pr- o ró|nych ksztaBtach [rednie (mo|na po- kaj wBa[nie z wBa[ciwo[ci rdzenia, i w su- du maksymalnego I, oczekiwana w ukBa- wiedzie: zastpcze) warto[ci przekroju mie chodzi o to, by nie doprowadzi do na- dzie. Majc te dane i katalog rdzeni ferryto- S i dBugo[ci l, i wszystko mo|na przeliczy. sycenia rdzenia (cho s nieliczne wyjtki). wych (gdzie podano warto[ci S, l i A rdze- A wic ksztaBt rdzenia nie jest proble- L Je[li tak, to majc w katalogu charak- ni) mo|na obliczy nat|enie H i na charak- mem. Powa|niejsz spraw jest nato- s z c z e l i n a w r d z e n i u terystyk materiaBu w postaci krzywej terystyce magnesowania ferrytów (zale|- miast szczelina w rdzeniu. magnesowania (ptla histerezy) i wybie- no[ B od H) sprawdzi, jaka jest indukcja Czy si zastanawiaBe[, dla jakich wa- rajc rdzeD o pewnych wymiarach (te| B, a tym samym, czy materiaB nie ulegnie runków pracy okre[lono wspóBczynnik zreszt podanych w katalogu), znajc te| nasyceniu. A ? Przecie| warto[ L liczb zwojów cewki i szczytow warto[ Sielanka... A wyznaczona jest L prdu pByncego przez to uzwojenie, Nie do koDca! Czy aby tu gBównie warto[ci µ. mógBby[ obliczy na pocztek uzyskane nie ma jakiej[ puBapki? Którego µ? Nieprzy- nat|enie pola: Pamitaj, |e wszystkie padkowo przed mie- wcze[niejsze rozwa|ania sicem (na rysunku ?) Iz dotyczyBy idealnego rdzenia pokazaBem ci, |e w za- H = I w ksztaBcie toroidu. Nato- le|no[ci od warunków potem na wykresie sprawdzi, jak war- pracy, warto[ µ jest to[ indukcji B w rdzeniu uzyskasz przy ta- okre[lana odmiennie! Fot. 1 F o t . 1 kim nat|eniu pola. Je[li uzyskana war- Ale teraz nie mówimy to[ indukcji bdzie le|e na pocztko- o ró|nym sposobie wym, stromym fragmencie charakterysty- okre[lania warto[ci µ materiaBu rdzenia. ki, uznasz, |e wszystko jest w porzdku. Chodzi o co[ jeszcze innego. Je[li nat|enie H okazaBoby si zbyt Prawdopodobnie wiesz, |e u producen- du|e i rdzeD pracowaBby w nasyceniu, ta rdzeni mo|na zamówi rdzenie z tego musisz jeszcze raz przeprowadzi oblicze- samego ferrytu, majce takie same wymia- nia dla rdzenia o wikszych wymiarach. ry, a ró|nice si jedynie warto[ci staBej Czy takie rozumowanie ci przekonu- A . Jak uzyskuje si ró|ne warto[ci L je? Wszystko proste, prawda? A ? Czy|by zmieniaBa si warto[ µ mate- L ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/98 77 Listy od Piotra L i s t y o d P i o t r a riaBu? Nie! Przecie| caBy czas mówimy o ta- Znów jeste[ zaskoczony? Wcze[niej kim samym materiale, który jest scharakte- wydawaBo ci si, |e du|a przenikalno[ ryzowany jedn i t sam ptl histerezy. ferrytu (mikkie spr|ynki) to bBogosBa- To skd ró|ne warto[ci A ? wieDstwo. A teraz wychodzi na to, |e L Po prostu wikszo[ rdzeni skBada si czym wiksza szczelina powietrzna, tym z dwóch cz[ci (poBówek). Styk obu cz[- wicej energii zmagazynujesz... Paranoja. ci nie jest idealny. Obwód magnetyczny Je[li szczelina powietrzna jest takim nie jest wic cigBy, jak na rysunku 12b, bBogosBawieDstwem, to po co ja ci to tylko jest przerwany szczelin powietr- wszystko tBumacz? Wywalmy caBy ten F o t o g r a f i a 1 r y s u n e k 1 9 zn. Fotografia 1 i rysunek 19 pokazuj ferrytowy rdzeD i zostawmy cewk po- budow rdzenia z rodziny RM. wietrzn  w takiej cewce na pewno Jak wida, w rzeczywisto[ci obwód mogliby[my zmagazynowa ogromn magnetyczny skBada si z dwóch cz[ci: ilo[ energii... Przecie|  spr|ynki po- ferrytu i powietrza. wietrza s takie sztywne... A na doda- Tymczasem powietrze (podobnie jak tek nie ma niepo|danego zjawiska na- pró|nia) ma bardzo maB przenikalno[ sycenia... magnetyczn. Ferryty i blachy transfor- Zaraz, co[ tu si nie zgadza. Czy popeBnia- matorowe maj przenikalno[ setki, ty- my jaki[ karygodny bBd w rozumowaniu? Rys. 19. RdzeD ze szczelin R y s . 1 9 . R d z e D z e s z c z e l i n  sice, a nawet dziesitki tysicy razy Nie. Teoretycznie rzeczywi[cie w cew- wiksz! Nic dziwnego, |e ju| niewielka ce powietrznej mo|na zmagazynowa szczelina szeroko[ci uBamków milimetra wcze[niej? O, to jest do[ trudne, ale ogromn ilo[ energii, ale... w praktyce w znaczcy sposób zmienia wBa[ciwo[ci i bardzo wa|ne pytanie! nie da si tego zrobi. magnetyczne rdzenia (ale nie zmienia No to jak, zawieraj? Jeszcze raz popatrz na wzór wBa[ciwo[ci samego ferrytu). Przecie| cewka bez rdzenia, a wBa[ciwie z2 × I2 × µ × S Jak si sBusznie domy[lasz, szczelina z rdzeniem powietrznym przy przepBywie E = 2l znacznie zmniejsza wypadkow przeni- prdu te| wytwarza jakie[ nat|enie pola kalno[ magnetyczn. magnetycznego H, które z kolei powoduje Je[li w cewce powietrznej przenikal- Przypuszczam, |e podobnie jak du|a powstanie jakiej[ indukcji B. SzkopuB no[ µ ma bardzo maB warto[, to dla cz[ elektroników, masz kBopoty z wBa[- w tym, |e pró|nia i powietrze maj bardzo zmagazynowania du|ych ilo[ci energi- ciwym zrozumieniem roli szczeliny. maB przenikalno[ µ (równ µ , czyli 1,257 i musiaBby[ albo zwiksza ilo[ zwojów 0 Pomy[l! ×10-6H/m), a wic dane nat|enie pola wy- z, albo prd I, bo nie mo|esz w jedno- Z jednej strony, z podanych wcze[niej woBa bardzo maB indukcj B w powietr- cze[nie zwiksza pola S i zmniejsza dB- wzorów wynikaBoby, i| szczelina jest znym  rdzeniu . A jednak wywoBa! Czyli ugo[ci l. zBem koniecznym i powinna by jak naj- mo|na powiedzie, |e powietrze i pró|nia Je[li przykBadowo przenikalno[ po- mniejsza. Rzeczywi[cie, rzut oka na wzór te| maj  magnesiki na spr|ynkach . wietrza jest dziesi tysicy razy mniej- na energi A jakie s te  spr|ynki powietrza? sza od przenikalno[ci ferrytu, to |eby SBabiutkie, czy bardzo sztywne? w cewce powietrznej zgromadzi tyle z2 × I2 × µ × S Co to znaczy bardzo sBabe spr|ynki? samo energii, co w cewce z rdzeniem E = 2l To takie, które ju| przy niewielkiej warto[- ferrytowym, musiaBby[ albo stukrotnie wskazywaBby, |e zmniejszenie wypadko- ci czynnika wymuszajcego (prdu zwikszy liczb zwojów, albo stukrotnie wej warto[ci µ caBego rdzenia zmniejsza w cewce i nat|enia pola H), odchylaj zwikszy nat|enie prdu. Stukrotnie, energi magazynowan w tym rdzeniu. si do koDca, czyli szybko dochodz do bo zarówno liczba zwojów, jak i prd wy- Z drugiej strony, zapewne obiBo ci si stanu nasycenia. Je[li s takie delikatne, stpuj we wzorze w drugiej potdze, gdzie[ o uszy, |e to wBa[nie w szczeli- to oczywi[cie nie mo|na w nich zmaga- a 1002 = 10000. nie magazynuje si znaczna cz[, je[li zynowa du|ych ilo[ci energii. Nie zapomnij przy tym, |e do tej pory nie wikszo[ energii gromadzonej Czy podobnie jest z powietrzem i pró|- mówili[my o idealnej cewce majcej ze- w cewce. ni? Ale| skd! {eby uzyska du| induk- row rezystancje. Pomijali[my rezystan- Sprzeczne zeznania! Co[ tu nie gra! cj B nale|y wytworzy bardzo du|e na- cj uzwojenia. W praktyce cewka wyko- Spróbuj sam znalez wyja[nienie. t|enie pola H. Wychodzi na to, |e pró|- nana jest z drutu miedzianego, majcego Je[li masz kBopoty, pomog ci. Na po- nia i powietrze maj niesamowicie twar- jak[, w sumie znaczn, rezystancj. Je[- cztek nie bdziemy analizowa wzo- de spr|ynki. li stukrotnie zwikszysz ilo[ zwojów, to rów, wrócimy do analogii ze spr|ynka- Twarde? Je[li twarde to bardzo dobrze ogromnie zwikszysz rezystancj (zwBasz- mi i spróbujemy wykorzysta intuicj,  w takich twardych spr|ynkach na cza, gdy wymiary cewki miaByby pozo- a dopiero pózniej wgryziemy si w sed- pewno mo|na zmagazynowa bardzo du- sta niezmienne, musiaBby[ radykalnie no sprawy. |o energii. zmniejszy grubo[ drutu uzwojenia), Jak uwa|asz, czy powietrze lub pró|- A wic jednak! To wBa[nie w szczeli- a tym samym ogromnie zwikszysz stra- nia zawieraj  elementarne magnesiki ze nie magazynuje si znaczna cz[ energii ty mocy na rezystancji uzwojenia wyra|o- spr|ynkami o których mówili[my cewki! ne znanym wzorem 78 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/98 Listy od Piotra L i s t y o d P i o t r a Tranzystory dla pocztkujcych (c.d. ze str. 76) W porzdku! A co wtedy, gdy zBcze zystor R2 bdzie pByn do bazy, a nie Jak widzisz rozwizania z rysun- tranzystora si podgrzeje? Przypomnij sobie przez rezystor R3. Czy potrafiBby[ dobra ku 33? nie s dobre. W stanie spoczynku wiadomo[ci z poprzedniego odcinka. Przy rezystory dzielnika uwzgldniajc ten fakt? punkt pracy zale|y od temperatury i wzmoc- tym samym napiciu na bazie wzro[nie Powa|n wad obu ukBadów z rysun- nienia prdowego ² u|ytego egzemplarza prd kolektora i spadnie napicie kolektora. ku 33 jest równie| du|a nieliniowo[. bo tranzystora. To s wady wykluczajce prak- Przy omawianiu rysunku 14b nie wzi- charakterystyka przej[cowa jest taka jak tyczn przydatno[ takich schematów. li[my pod uwag szczegóBów rozpBywu na rysunkach 32 i 33. Du|a warto[ Dobrze zaprojektowany ukBad wzmac- prdu  cz[ prdu pByncego przez re- wzmocnienia te| niekoniecznie jest zalet. niajcy z tranzystorem przede wszystkim powinien mie stabilne parametry, nieza- Rys. 32. le|nie od wzmocnienia prdowego tego R y s . 3 2 . tranzystora. Powinien by liniowy, czyli nie znieksztaBca wzmacnianego sygnaBu. I wcale nie musi mie bardzo du|ego wzmocnienia, a wspóBczynnik wzmocnie- nia napiciowego powinien by niezale|- ny od wzmocnienia prdowego i powi- nien da si regulowa. I wszystko to chcemy osign stosujc nasz kapry[ny tranzystor o nieliniowej charakterystyce. Jak si okazuje, mo|na to zrobi w bar- dzo prosty sposób. Opowiem ci o tym w najbli|szej przyszBo[ci. Cig dalszy w kolejnym numerze EdW. Piotr Górecki P i o t r G ó r e c k i Rys. 33. R y s . 3 3 . W praktyce trzeba wic znalez roz- samym niepotrzebnymi stratami mocy P = I2 × R sdny kompromis: z jednej strony warto w uzwojeniu (ciepBo strat Joule a). Chyba gdzie P  moc strat czyli ciepBo Jou- zwiksza szczelin, bo umo|liwi to zma- to jest jasne? Je[li nie jasne, to przeczy- le a (czytaj: d|ula) gazynowanie wikszej ilo[ci energii, ale taj sobie ten ostatni fragment jeszcze raz. Je[li próbowaBby[ stukrotnie zwikszy nie mo|na przesadzi, bo nieodBcznie Ale to nie koniec problemu szczeliny. prd I, równie| radykalnie zwikszysz stra- wi|e si to ze zmniejszeniem wypadko- Nie mo|na tak ot sobie, dla kaprysu stoso- ty mocy na rezystancji uzwojenia. wej przenikalno[ci rdzenia (i indukcyjno[- wa szczeliny o dowolnej szeroko[ci, bo Mówic krótko (i mo|e troch upraszcza- ci uzyskanej cewki). Z drugiej strony, by szczelina radykalnie zmienia warunki pracy jc), to wBa[nie rezystancja uzwojenia cewki przy zwikszaniu szczeliny utrzyma zaBo- ferrytu. Temat do najprostszych nie nale|y, i straty mocy na tej rezystancji przekre[laj |on indukcyjno[, trzeba zwiksza licz- wic mo|e przed lektur nastpnego celowo[ wyrzucenia ferrytowego rdzenia, b zwojów. Zwikszanie liczby zwojów odcinka na wszelki wypadek Byknij szklan- i uniemo|liwiaj peBne wykorzystanie zalet w praktyce musi si wiza ze zwiksza- k zimnej wody. P i o t r G ó r e c k i  sztywnych spr|ynek powietrza. niem rezystancji tego uzwojenia, a tym Piotr Górecki ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/98 79 Listy od Piotra L i s t y o d P i o t r a Rys. 21. Magnesowanie ferrytu i powietrza R y s . 2 1 . M a g n e s o w a n i e f e r r y t u i p o w i e t r z a 80 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/98 Listy od Piotra L i s t y o d P i o t r a Rys. 17. Charakterystyki kilku materiaBow magnetycznych R y s . 1 7 . C h a r a k t e r y s t y k i k i l k u m a t e r i a B o w m a g n e t y c z n y c h Rys. 22. Wpyw szczeliny na wypadkow charakterystyk rdzenia R y s . 2 2 . W p y w s z c z e l i n y n a w y p a d k o w  c h a r a k t e r y s t y k  r d z e n i a ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/98 81

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Przetwornice potworki i straszydla 1
przetworniki II opracowane
Podstawy Cyfrowego Przetwarzania Sygnalów
4 mleko i przetwory mleczne
Hofman młodzież nie daje sobie wmówić, że Kaczyński to potwór
ZIP przetworstwo tsz cz2
przetwornica napięcia
2 17 Timery oraz przetwarzanie w jałowym czasie aplikacji (2)
Stosowanie maszyn i urządzeń w produkcji mięsa i jego przetworow

więcej podobnych podstron