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直流震荡升压电路求解如下如的直流升压电路,PNP和NPN管以及初级线圈和电容组成了振荡电路,并且PNP管周期性的关断和打

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/14 11:36:27
直流震荡升压电路求解
如下如的直流升压电路,PNP和NPN管以及初级线圈和电容组成了振荡电路,并且PNP管周期性的关断和打开,谁可以解释一下PNP管基极电压会高于电源电压的原因,说详细点,不要想当然的解释.解释的对后面有加分哦.

一开始 电感开路 电容短路,电阻r2下端电压接近电源电压,而npn基极电压为导通的be间电压,npn管饱和导通,但与此同时pnp也导通,则导致npn管不能饱和导通。所以npn的集电极电压为电源电压减去pnp管的be的电压;一开始流经npn的be的电流有电容c1充电提供,随着c1充电完毕,导致npn的be间电流变小,即npn的ce间电流也变小,进而导致pnp的ce间可流过的电流变小,当pnp 的ce间可以提供的电流小于电感此时流过的电流时,电感上的电压由正变负,导致npn基极电压也降低变负,则导致npn管截止,npn管ce间开始流反向恢复电流,同时,pnp管的cb间无电流流过,ce间的电流加速变小至零,这是个正反馈过程,在npn和pnp截止的时候反向恢复电流对pnp的be结电容充电自举,导致了pnp基极电压高于电源电压。

另外不解的是:当变压器正激方式时, 电感的作用就没有了?等效到原边就是一个电阻和电容并联到地?如果这样以上的分析就不对了,但仿真是可以行的通的。

  如果反激时等效为一个电感,则以上分析行的通。 

  仿真时正激也行得通难道是由于漏感造成的?

PNP管基极电压并不会高于电源电压,只会等于(近似,实际略低于)电源电压.
在NPN管关断的时刻,它的集电极电流(也就是PNP管的基极电流)近似为零.若认为PNP管的基极电流为零,则它也处于关断状态(严格说,此时电流为很小的“穿透电流”).
在基极电流为零,同时集电极和发射极间有正常电压,流过“穿透电流”的时候,基极和发射极之间是存在一个大致相当于二极管正向压降那样的小电压的.
所以,此时该基极的电位是略低于电源电压,并非高于电源电压.
再问: 会高于电源电压的,仿真可以看到。但不知道为什么
再答: 不知您的仿真到了什么层次。如果是连同分布寄生参数以及导通、关断的延时都考虑进去的话,倒是有可能出现的,只是时间极短(可能在纳秒级)。分析如下: 在PNP管VT2饱和导通的时候, C1的充电电流经过R2进入VT1的基极。故VT1也导通。 充电后使得C1右边正左边负,当快充满的时候充电电流没有了,进入VT1的基极的电流只剩下R1过来的那部分,较小,VT1不足以饱和,进入放大区。 于是引起正反馈,正反馈翻转的结果,两个管子都突变为截止。 从截止的瞬间开始变压器次级有电流,其电流的衰减过程引起磁通衰减,感生的电压方向是:次级一边上正下负,而初级一边上负下正。 所以,关断期间,“VT2和C1以及变压器的三者连接点”处电位是负的(接近于-1.5V)。 再加上此前C1已经右正左负了,故此时R2下端更加负,以至于VT1的基极电位也是负的,VT1截止。 然后C1经过R1和R2放电,使得R2下端的电位由负向正变化。因而VT1的基极电位也由负向正变化。 当VT1的基极电位变到临近脱离截止时,C1的电压应该已经变为左正右负了。 接着进入放大区,再次引起正反馈,翻转。翻转后VT2饱和导通,“VT2和C1以及变压器的三者连接点处”的电位由原接近于-1.5V突变为接近于+1.5V,突然升高了约3V。 因电容C1两端的电位差不会突变,故R2下端的电压也突然升高了约3V。 也就是说R2下端的电压已经高于电源了。 理想情况下,此时VT1的基极电流应该突然加大,以使R2上产生压降,使得VT1的基极电压仍然不超出零点几伏。 但是,非理想情况,由于晶体管器件存在延迟,VT1的基极电流的突然加大可能延迟一点时间。 而在VT1的基极电流尚未突然加大之前这一短暂时间(估计为纳秒级), VT1的基极电位是高于电源电压的。 然后,又因为VT1的集电结的寄生电容的耦合,使得VT2的基极也有一个瞬间电位高于电源。 但是,这个时间应该极短。 马上,VT1的基极电流突然加大,电压就回到零点几伏。于是VT2的基极也回到比电源低零点几伏的电位了。
再问: 谢谢详细的分析,仿真的图见附图。其中v_pnp_b/v_pnp_c/v_npn_b/v_r2_l分别为pnp管的基极、集电极、npn管的基极、电阻r2的下端的电压波形,这里把电源电压设为了5V。您的分析大部分都和仿真波形吻合,有几点稍有出入,第一,pnp管截止瞬间,电感但是就是pnp管的基极高于电源电压的地方不一样,看能不能在分析一下? 另外,变压器没有画出同名端,您何以认为是反激的呢?
再答: 从图上看,您的仿真并没有出现我所说的那种因为开关延迟而造成的“纳秒级毛刺”。我的上述“纳秒级毛刺”的分析也只是一种特殊情况下的极小的可能性,我估计通常不会出现。 但是我猜想您的图是不是有坐标刻度的差错?或者不同的曲线实际上是不同的纵坐标? 例如,在导通时,v_pnp_b(也就等于v_npn_c)应该是只有零点几伏的,但是图中已经差不多4伏了,这显然不对。 如果把您的v_pnp_b曲线整个往下平移,使得最低零点几伏,最高比电源低零点几伏,那么我第一次分析的就都对的上了。