Ćwiczenie nr: 8 Podstawowe układy przełączające.
Data: 16-4-1999
Skład grup: Grzegorz Modzelewski

1. Badanie klucza diodowego.

Badanie klucza diodowego opartego na diodzie BAVP17 oraz BYP401

Układ pomiarowy:

Układ zasilono napięciem prostokątnym o częstotliwości 25kHz i amplitudzie 5V przy czym Ef=3.5V, Er=1.5V.

Przebiegi w układzie zobrazowane są na wydruku: W1dla diody BAVP17

W3 dla diody BYP401

CH1- jest to sygnał wyjściowy Y=2V/div

CH2- jest to sygnał wejściowy Y=2V/div

podstawa czasu X=5us/div

Całkowite wyłączenie klucza opartego na diodzie BAVP17 następuje po czasie t=1us. Na przebiegu widoczna jest krzywa osiągająca wartość 0 po tym właśnie czasie. Układ ma niewielką stałą czasową która pogarsza jego jakość pod względem przełączania.

Klucz oparty na diodzie BYP401 wyłącza się znacznie szybciej, dodatkowo pojawia się po wyłączeniu ujemny impuls szpilkowy o czasie trwania równym około 5us. Układ ten pomimo tego ujemnego impulsu wyłącza się o wiele szybciej od poprzedniego lecz zjawisko to może być niekorzystne ze względu na powstające w układzie niepożądane przepięcia i impulsy szpilkowe.

Czasy narastania sygnału są bardzo małe i trudne do zaobserwowania na powyższych wydrukach.

Badanie klucza diodowego opartego na diodzie BAVP17 oraz BYP401 z dołączoną pojemnością obciążającą.

Układ pomiarowy:

Przebieg na wyjściu układu z diodą BAVP17 po dołączeniu pojemności obciążającej uległ zmianie. Całkowity czas wyłączenia klucza wydłużył się do 20us. Czas załączenia jest obserwowalny i wynosi około 1us. Przebiegi zawarte są na wydruku W2.

W układzie z diodą BYP401 w momencie wyłączania zniknął ujemny impuls szpilkowy natomiast w chwili wyłączania obserwujemy krótkie przepięcie. Przebiegi zawarte są na wydruku W4.Czas wyłączenia klucza wynosi tak jak poprzednio 20us, tutaj również obserwowalny jest czas załączania i wynosi on około 1us. Czasy te dla obu diód wynikają z czasu ładowania i rozładowania dołączonej pojemności, pojemność ta znacznie pogorszyła właściwości dynamiczne obu kluczy.

2. Badanie klucza tranzystorowego.

Układ pomiarowy:

Układ zasilono napięciem prostokątnym o częstotliwości 25kHz i amplitudzie 5V przy czym Ef=3.5V, Er=1.5V.

CH1- jest to sygnał wyjściowy Y=1V/div

CH2- jest to sygnał wejściowy Y=2V/div

podstawa czasu X=5us/div

Przebiegi napięć u układzie przedstawione są na wydruku W5. Widzimy, że czas narastania sygnału na wyjściu układu wynosi około 1us i jest on powodowany czasem wyłączenia trznzystora.

Po dołączeniu do wyjścia układu pojemności obciążającej obserwujemy znaczne wydłużenie się czasu wyłączania klucza, wydłużeniu ulega też czas włączania klucza wydruk W6.

Zmieniając napięcia Ef i Er wpływamy następująco na czasy przełączania klucza:

Ef=1V Er=-4V przebiegi na wydruku W7.

CH1- jest to sygnał wyjściowy Y=1V/div

CH2- jest to sygnał wejściowy Y=5V/div

podstawa czasu X=5us/div

Tranzystor przełączający wyłącza się w czasie około 2us, załączenie jago następuje w czasie około 4us.

Dla napięć Ef=5.55V Er=0.55V przebiegi na wydruku W8.

CH1- jest to sygnał wyjściowy Y=1V/div

CH2- jest to sygnał wejściowy Y=5V/div

podstawa czasu X=5us/div

Tranzystor przełączający sterowany znacznym napięciem Ef przez co otrzymujemy duży prąd bramki (w porównaniu z poprzednim przypadkiem) włącza się bardzo szybko ,czas ten jest nie obserwowalny na uzyskanym przebiegu. Całkowite wyłączenie tranzystora, który jest w stanie nasycenia trwa około 6us.

Na podstawie powyższych obserwacji widać iż wprowadzanie tranzystora w stan zatkania i nasycenia niesie za sobą różne konsekwencje. W przypadku nasycenia tranzystor taki będzie się dłużej wyłączał, natomiast tranzystor zatkany będzie się dłużej załączał. Dobrze jest tak dobrać napięcia sterujące (prądy) aby być podczas przełączania na granicy obu tych stanów.

Dołączenie równolegle z rezystancją podłączoną do bazy tranzystora pojemności 330pF powoduje skrócenie czasu narastania przebiegu (wyłączania) klucza.

3. Badanie właściwości tranzystorowego klucza prądowego.

Układ pomiarowy:

Minimalna amplituda napięcia Ef pozwalająca na poprawne działanie klucza to Ef=2.5V. E=5V , Er=2.5V

Układ pomiarowy z dodatkową rezystancją kolektorową:

Przebiegi w układzie przedstawione są na wydruku W9

CH1- jest to sygnał wyjściowy Y=1V/div

CH2- jest to sygnał wejściowy Y=5V/div

podstawa czasu X=5us/div

Podczas przełączania klucza obserwowalny jest ujemny impuls szpilkowy o czasie trwania około 1us.

Układ po dołączeniu pojemności obciążającej:

Przebiegi przedstawione są na wydruku W10.

CH1- jest to sygnał wyjściowy Y=1V/div

CH2- jest to sygnał wejściowy Y=5V/div

podstawa czasu X=5us/div

Po dołączeniu pojemności obciążającej znika ujemny impuls podczas przełączania. Pogarszają się czasy przełączania układu, wnika to z przeładowywania się pojemności obciążającej.

t

U

-Er

Ef

---