Основы расчета усилителей

Магнитные элементы электронных устройств

Методические указания

по выполнению практических работ

Омск 2007

Основы расчета усилителей

Точный расчет магнитных усилителей из-за сложной несинусоидальной формы кривых токов и напряжений практически невозможен.

Наиболее приемлемы в инженерной практике графо-аналитические методы, в которых используют метод подобия. В литературе рассмотрены различные варианты метода подобия, позволяющие рассчитывать усилители на максимальную мощность, минимальный объем стали и т. д. Однако эти расчеты связаны, как правило, с построением вспомогательных кривых, которые не показывают непосредственной связи между магнитными и электрическими величинами.

Рассмотренный метод подобия подчеркивает такую связь и поэтому имеет преимущества перед другими, более сложными, вариантами.

При расчете магнитных усилителей важным является выбор магнитного материала. Для маломощных усилителей с большими коэффициентами усиления по мощности целесообразно применять железоникелевые сплавы 79НМ и 80НХС. Меньшие массу и объем сердечников мощных магнитных усилителей можно получить при изготовлении их из электротехнических сталей, индукция насыщения которых наиболее высока. Наилучшим материалом этой группы являются холоднокатаные, текстурованные стали (Э310, Э320 и т. п.).

Электротехнические стали целесообразно использовать для усилителей при мощностях в нагрузке от нескольких ватт до киловатт и выше.

Для мощностей в нагрузке от долей ватта до десятков ватт и при высоких требованиях к характеристике вход–выход (линейность, высокий коэффициент усиления) изготавливать сердечники целесообразно из пермаллоев 50НП и 65НП, обладающих прямоугольной петлей гистерезиса.

Для, предотвращения влияния вихревых токов, в значительной степени ухудшающих магнитные свойства материала, важно правильно выбирать его толщину.

Допустимую толщину листа d (в мм) для пермаллоев можно определить по формуле

где k – постоянный коэффициент;

f – частота, Гц.

Значения коэффициента k для различных марок пермаллоя:

НП........... 1, 9

65 НП........... 0, 7

НМ.......... 1, 8

НХС........ 1, 7

Рассмотрим метод расчета усилителя, выполненного на двух Ф- или Ш-образных сердечниках, набираемых из пластин (пакетов).

Примем за основной размер а ширину среднего стержня Ф- и Ш-образных сердечников (рис.1).

Рисунок 1 – Размеры сердечника