Лабораторная работа № 1

 

Цепи формирования траектории переключения(ЦФТП) силовых транзисторов

 

Выполнил:	Абрамова Е.В. Власова Е.А. Шабалин Н.М. Байбиченков А.Р.
Группа:	Эл-08-16
Бригада	3
Проверил:	Сидорова Дарья

 

 

Москва 2019

 В лабораторной работе изучаются цепи формирования траектории переключения (или снабберы), обеспечивающие безопасную работу силовых транзисторов в динамических режимах (в процессах включения и выключения нагрузки). Исследуются процессы коммутации электрических цепей с различным характером нагрузки.

В работе исследуются процессы включения и выключения активной и реактивной нагрузок при наличии и отсутствии ЦФТП транзисторного ключа (рис. 1). В разделе «Схема 1» изучаются траектории включения и выключения транзистора без ЦФТП при коммутации R-нагрузки. В разделе «Схема 2» рассматривается процесс выключения RL-нагрузки как без ЦФТП, так и с ЦФТП. Процесс включения нагрузки активно-емкостного характера при наличии и отсутствии ЦФТП рассматривается в разделе «Схема 3».

Схема1	Схема2	Схема3

 

1.Исследование процессов коммутации R-нагрузки.

Е=13В; R=2 Ом

	Включение		Вылючение
	tвкл=4мкс	tвкл=12мкс	tвыкл=4мкс	tвыкл=12мкс
W,Дж	5.6333*10-5	0.0002	5.6333*10-5	0.0002

 

 

Процесс включения и выключения при t_вкл=4мкс:

 

 

Процесс включения и выключения при t_вкл=12мкс:

 

2.Исследование процессов коммутации RL-нагрузки

Процесс коммутации без ЦФТП:

E=13B; R=2 Oм;L=500 мкГн и 1000мкГн

t_выкл=4 и 12 мкс

W,Дж	tвыкл=4мкс	tвыкл=12мкс
500мкГн	0.0002	0.0005
1000мкГн	0.0002	0.0005

 

Процесс выключения при t_выкл=4 и L=500 мкГн;1000мкГн

Процесс выключения при t_выкл=12 и L=500 мкГн;`1000 мкГн

 

 

Процессы коммутации с использованием ЦФТП:

E=13B;L=500мкГн;C=0,1 ; 0,2 ; 2 мкФ

R = 2 Ом, 5 Ом и 8 Ом; tвыкл = 4 мкс, 8 мкс и 12 мкс

W,Дж		tвыкл=4 мкс	tвыкл=8 мкс	tвыкл=12 мкс
С=0,5мкФ	R=2 Ом	5.1915*10-5		0.0003
С=0,1мкФ			0.0002
С=2мкФ			5.6333*10-5
С=2мкФ	R= 5Ом		9.0219*10-6
	R=8 Ом		3.5208*10-6

Процесс выключения при R=2 Oм; C=0,5 мкФ; t=4мкс

Процесс выключения при R=2Ом t=8мкс C=0,1 мкФ;2мкФ

Процесс выключения при R=2Ом t=12мкс C=0.5 мкФ

 

Процесс выключения при R=5;8Ом t=8мкс C=2 мкФ

Исходные данные для расчета схемы без ЦФТП: E = 13 В; R = 2 Ом и 5 Ом; C = 5 мкФ и 10 мкФ; время включения tвкл = 4 мкс и 12 мкс.

W, Дж		tвкл = 4 мкс	tвкл = 12 мкс
C = 5 мкФ	R = 5 Ом		0.0005
	R = 2 Ом	0.0005	0.0006
C = 10 мкФ	R = 2 Ом	0.0009

 

Процесс включения при tвкл = 4 мкс, C = 5 ;10мкФ, ; R = 2 Ом:

 

Процесс включения при tвкл = 12 мкс, C = 5 мкФ, ; R = 2 ;5Ом:

Исходные данные для расчета схемы с ЦФТП: E =13В; R = 2 Ом; индуктивность ЦФТП L = 5 мкГн и 10 мкГн; C = 10 мкФ и 50 мкФ; tвкл=4мкс, 8 мкс и 12 мкс.

 

W, Дж		tвкл = 4 мкс	tвкл = 8 мкс	tвкл = 12 мкс
L = 10 мкГн	C = 10 мкФ	1.1269*10-5	4.4377*10-5	9.7451*10-5
	C = 50 мкФ		4.5069*10-5
L = 5 мкГн	C = 10 мкФ	2.2414*10-5

 

Процесс включения при tвкл = 4 мкс, C = 10 мкФ, ; L = 5 ;10мкГн:

 

Процесс включения при tвкл = 8 мкс, C = 10;50 мкФ, ; L = 10 мкГн:

Процесс включения при tвкл = 12 мкс, C = 10 мкФ, ; L = 10 мкГн:

Вывод: Изучили возможности изменения траектории переключения при помощи ЦФТП(снабберов) , а также сняли различные временные зависимости для различных схем коммутации транзисторов. Также получили численные значения выделяющейся энергии при коммутации транзисторов.

Определили какую роль выполняют различные элементы ЦФТП для каждой из приведенных схем