СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №5/2015

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 61 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2015 общего назначения 1N4007, аналогич- ный по току и напряжениюMUR160, но с временем восстановления 2,5 мкс. Номинал дополнительного резистора R1 – 68 Ом. В работе Мерса [7] сообща- лось, что эффективность модифициро- ванного снаббера выше. При сравнении снабберов, показан- ных на рисунках 13а и 13в (с параме- трами, приведёнными в работе Ларри Мерса [7]), видно, что номинал рези- стора R2 увеличился почти в четыре раза, а номинал конденсатора умень- шился в 37 раз по сравнению с исход- ными. Это означает, что нагрев рези- стора R2 должен уменьшиться в четы- ре раза. Кроме того, следует ожидать снижения нагрева диода, так как общее сопротивление цепочки R2C1 увели- чилось (импеданс конденсатора воз- рос в 37 раз). В экспериментах, ког- да к плате транзисторов был подклю- чён трансформатор, в «классической» схеме, изображённой на рисунке 13а, с параметрами R1 = 10 кОм, C1 = 10 нФ и сверхбыстрым диодом HER508, рези- стор и диод грелись неимоверно, амплитуда импульса выброса не пре- вышала 200 В (над напряжением пита- ния) при длительности около 500 нс. Установка медленного диода 5А10, резисторов и конденсаторов с реко- мендуемыми Мерсом [7] параметрами (R1 = 68 Ом, R2 = 100 кОм, C1 = 2,7 нФ) привела к полному отсутствию нагрева резистора R2 и диода (резистор R1 был тёплым). Но главное – длительность выброса уменьшилась до 150…180 нс, а транзисторы перестали греться. Последующие эксперименты пока- зали, что номинал резистора R2 мож- но увеличить до 200…300 кОм, ёмкость конденсатора снизить до 1,5 нФ, а номинал резистора R1 уменьшить до 60 Ом. В этом случае амплитуда выбро- са уменьшилась до 170 В, а его длитель- ность в нижней части – до 75 нс. При частоте в 60 кГц максимальная длитель- ность импульса ШИМ составляет око- ло 7 мкс, что почти в 100 раз превы- шает длительность импульса выброса. Поэтому в энергетическом отноше- нии этот импульс выброса занимает ничтожную часть импульса ШИМ. Для ограничения максимальной амплитуды импульса выброса в ИИП часто используют так называемые супрессоры. Если такая амплитуда составляет, например, 200 В, то, уста- новив супрессор с рабочим напряже- нием немного больше 100 В (напри- мер, в 120…150 В), можно действи- тельно ограничить эту амплитуду до значения в 100 В. Однако эксперимен- ты с супрессорами показали, что дли- тельность импульса выброса возрас- тает приблизительно на порядок – до 750…800 нс, то есть составляет до 10% от максимальной длительности импульса ШИМ. Таким образом, при- менение супрессора, снижая амплиту- ду импульса выброса в два раза, растя- гивает его по длительности на порядок. Подсчитав площадь исходного импуль- са (200 В × 75 нс = 15 В × мкс) и пло- щадь импульса при наличии супрес- сора (100 В × 800 нс = 80 В × мкс), можно сделать вывод, что эта пло- щадь, то есть энергия, увеличивается более чем в 5 раз. Эта дополнительная энергия рассеивается как транзисто- ром, так и супрессором, что приводит к их нагреву. Кроме того, сама форма импульса выброса из почти треуголь- ной превращается в трапецеидальную, что в несколько раз ухудшает шумовые характеристики выходного напряже-