Цепи формирования траектории переключения (ЦФТП) силовых транзисторов

 
 

МОСКОВСКИЙ  ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ)

Кафедра электрических  и электронных аппаратов 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Лабораторная  работа №5

Цепи  формирования траектории переключения (ЦФТП) силовых транзисторов 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Москва, 2010г

5.3.1. Для схемы коммутации активной нагрузки транзистором без ЦФТП «Схема 1»:

Снять осциллограммы  и получить энергию, выделяющуюся в  транзисторе, при включении для следующих исходных данных: 

Е=11 В – напряжение источника;

R=6 Ом – сопротивление нагрузки;

t=1 мкс и 10 мкс – время включения ключа. 

                                                
 

при t=1 мкс: энергия 3,3611*10^-6 Дж; 
 

     

     

     

     

       

     при t=10 мкс: энергия 3,3611*10^-5 Дж. 

 

5.3.2. Для схемы коммутации активной нагрузки транзистором без ЦФТП «Схема 1»:

Снять осциллограммы  и получить энергию, выделяющуюся в  транзисторе, при выключении для следующих исходных данных: 

Е=11 В – напряжение источника;

R=5 Ом – сопротивление нагрузки;

t=1 мкс и 10 мкс – время выключения ключа.

                                          

     при t=1 мкс: энергия 4,0333*10^-6 Дж; 

     

     

     

       
 

       

     при t=10 мкс: энергия 4,0333*10^-5 Дж. 

 

   

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

5.3.3. Для схемы коммутации активно-индуктивной нагрузки транзистором «Схема 2»:

Снять осциллограммы  и получить энергию, выделяющуюся в  транзисторе, при выключении без ЦФТП  для следующих исходных данных: 

 

а)  Е=11 В – напряжение источника;

     R=5 Ом – активное сопротивление нагрузки;

     L=500 мкГн – индуктивность нагрузки;

     t=1 мкс и 10 мкс – время выключения ключа. 

     при t=1 мкс: энергия 1,2165*10^-5 Дж; 

    

       

     при t=10 мкс: энергия 0,0001 Дж.

б) Е=11 В – напряжение источника;

     R=5 Ом – активное сопротивление нагрузки;

     L=500 мкГн и 1000 мкГн – индуктивность нагрузки;

     t=10 мкс – время выключения ключа. 

     при L=500 мкГн: энергия 0,0001 Дж; 

     то  же, что в 5.3.3 а при t=10 мкс. 
 
 

     при L=1000 мкГн: энергия 0,0001 Дж.

     

     

     

     

     

 

При выполнении этого  пункта флаг «S» был установлен в положение «выключен», что соответствует отсутствию ЦФТП в схеме. 

5.3.4. Для схемы коммутации активно-индуктивной нагрузки транзистором «Схема 2»:

снять осциллограммы  и получить энергию, выделяющуюся в  транзисторе, при выключении с ЦФТП  для следующих исходных данных: 

 

а)  Е=11 В – напряжение источника;

     R=5 Ом – активное сопротивление нагрузки;

     L=500 мкГн – индуктивность нагрузки;

     с=0,5 мкФ  – ёмкость ЦФТП;

     t=1 мкс и 8 мкс – время выключения ключа. 

     при t=1 мкс: энергия 403,3044*10^-9 Дж; 

       

         

       
 
 
 
 

     при t=8 мкс: энергия 2,5014*10^-5 Дж. 

     

       

б)  Е=11 В – напряжение источника;

     R=5 Ом – активное сопротивление нагрузки;

     L=500 мкГн – индуктивность нагрузки;

     с=0,1 мкФ, 1 мкФ и 2 мкФ – ёмкость ЦФТП;

     t=5 мкс – время выключения ключа. 

     при с=0,1 мкФ: энергия 3,0475*10^-5 Дж;

     

       
 
 
 

     при с=1 мкФ: энергия 5,0415*10^-6 Дж;

     

       

     при с=2 мкФ: энергия 2,5208*10^-6 Дж.

       

в)  Е=11 В – напряжение источника;

     R=1 Ом и 7 Ом – активное сопротивление нагрузки;

     L=500 мкГн – индуктивность нагрузки;

     с=2 мкФ  – ёмкость ЦФТП;

     t=5 мкс – время выключения ключа. 
 
 

     при R=1 Ом: энергия 6,2745*10^-5 Дж;

       

     при R=7 Ом: энергия 1,2861*10^-6 Дж.

       

При выполнении этого  пункта флаг «S» был установлен в положение «включен», что соответствует наличию ЦФТП в схеме. 
 
 
 
 
 
 
 

5.3.5. Для схемы коммутации активно-емкостной нагрузки транзистором «Схема 3»:

снять осциллограммы  и получить энергию, выделяющуюся в  транзисторе, при включении без ЦФТП  для следующих исходных данных: 

 

а)  Е=11 В – напряжение источника;

     R=1 Ом и 5 Ом – активное сопротивление нагрузки;

     с=5 мкФ  – ёмкость нагрузки;

     t=5 мкс – время выключения ключа. 

     при R=1 Ом: энергия 0,0004 Дж;

       

       
 
 

     при R=5 Ом: энергия 0,0003 Дж. 

 

б)  Е=11 В – напряжение источника;

     R= 5 Ом – активное сопротивление нагрузки;

     с=5 мкФ  и 10 мкФ – ёмкость нагрузки;

     t=1 мкс – время выключения ключа. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     при с=5 мкФ: энергия 0,0003 Дж; 

     

       
 
 

     при с=10 мкФ: энергия 0,0006 Дж.

     

       

При выполнении этого  пункта флаг «S» был установлен в положение «включен», что соответствует отсутствию ЦФТП в схеме. 
 
 

5.3.6. Для схемы коммутации активно-емкостной нагрузки транзистором «Схема 3»:

снять осциллограммы  и получить энергию, выделяющуюся в транзисторе, при включении с ЦФТП  для следующих исходных данных: 

 

а)  Е=11 В – напряжение источника;

     R= 5 Ом – активное сопротивление нагрузки;

     L=10 мкГн – индуктивность ЦФТП;

     с=10 мкФ – ёмкость нагрузки;

     t=1 мкс и 10 мкс – время выключения ключа. 
 

     при t=1 мкс: энергия 507,2138*10^-9 Дж;

     

       
 
 
 

     при t=10 мкс: энергия 4,905*10^-5 Дж.

     

       
 

б)  Е=11 В – напряжение источника;

     R= 5 Ом – активное сопротивление нагрузки;

     L=5 мкГн и 10 мкГн – индуктивность ЦФТП;

     с=10 мкФ  – ёмкость нагрузки;

     t=1 мкс – время выключения ключа. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     при L=5 мкГн: энергия 1,014*10^-6 Дж;

     

       
 
 
 
 

     при L=10 мкГн: энергия 507,0745*10^-9 Дж.

     

       
 
 
 
 
 

в)  Е=11 В – напряжение источника;

     R= 5 Ом – активное сопротивление нагрузки;

     L=10 мкГн – индуктивность ЦФТП;

     с=10 мкФ  и 50 мкФ– ёмкость нагрузки;

     t=5 мкс– время выключения ключа. 

     при с=10 мкФ: энергия 1,256*10^-5 Дж;

     

       

     при с=50 мкФ: энергия 1,2648*10^-5 Дж.

     

       
 

При выполнении этого  пункта флаг «S» был установлен в положение «выключен», что соответствует наличию ЦФТП в схеме.