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一粒金砂(初级)

雪崩管做脉冲源 看不懂啊 [复制链接]

这个电路图到底该怎么看,已经把三极管的知识忘得差不多了 最近各种恶补
初态各个雪崩三极管处于截止状态 然后给个脉冲 个个三极管依次雪崩,不明白为什么 求高手解答
此帖出自模拟电子论坛
截图.jpg

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五彩晶圆(中级)

看看这篇文章应该就明了了

基于雪崩管MARX电路的高稳定度脉冲技术.pdf

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一粒金砂(初级)

回复 沙发 leang521 的帖子

这文章我有 就是根据这个文章才有的这个问题。。。上面说的条件绿了 只是给了个原理 但是具体计算基本一窍不通

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五彩晶圆(中级)

你要计算什么呢?里面有计算公式啊,不过具体计算结果和实际结果还是有差异的,最好还是自己量下,这其实就是个电荷泵的变形而已。

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一粒金砂(初级)

回复 4楼 leang521 的帖子

问题是我现在已经看不懂这个图的直流通路了。。。就更不能算出让三极管处于截止状态的电阻大小。选用的三极管是2N5551,所以就悲剧了

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呃。这个电路那里有直流通路,基本就是交流通路,就是简单的利用了电容瞬态升压的原理

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我也是看不懂啊!仿真也没有仿真出来。有高手来解释下吗?

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简单地看看首帖电路图,不容易看懂。 2楼已经贴出了一篇文章,把那篇文章仔细读完,应该能够明白首帖电路工作原理。  详情 回复 发表于 2019-10-28 08:44

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关外秀才 发表于 2019-10-27 19:47 我也是看不懂啊!仿真也没有仿真出来。有高手来解释下吗?

简单地看看首帖电路图,不容易看懂。

2楼已经贴出了一篇文章,把那篇文章仔细读完,应该能够明白首帖电路工作原理。


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五彩晶圆(中级)

本帖最后由 gmchen 于 2019-10-28 11:13 编辑

估计你没理解这个电路的工作原理。

将电路改画了一下,标注了对电容充放电的路径,可能容易理解些。

微信图片_20191028111228.jpg


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gmchen 发表于 2019-10-28 11:03 估计你没理解这个电路的工作原理。 将电路改画了一下,标注了对电容充放电的路径,可能容易理解些。 ...

用multisim仿真,后端没有输出,不知道是不是参数没有设对,后面的管子不会雪崩。

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回复《雪崩管做脉冲源 看不懂啊》   雪崩管在仿真中通常是仿不出来的,因为三极管发生雪崩击穿已经不是正常的工作状态,所以仿真模型中不会存在这种工作状态。   当前流行的教材,通常也不会讲三极管的这种  详情 回复 发表于 2019-10-29 16:30

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五彩晶圆(中级)

没有仿真过晶体管击穿的状态。

怀疑仿真软件能不能仿真晶体管击穿。

建议还是用实际电路做实验吧。


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关外秀才 发表于 2019-10-28 23:21 用multisim仿真,后端没有输出,不知道是不是参数没有设对,后面的管子不会雪崩。

回复《雪崩管做脉冲源 看不懂啊》

  雪崩管在仿真中通常是仿不出来的,因为三极管发生雪崩击穿已经不是正常的工作状态,所以仿真模型中不会存在这种工作状态。
  当前流行的教材,通常也不会讲三极管的这种工作状态。比较老的教材才会讲到。例如《电子电路基础 谢沅清 人民邮电 1999》,或者电力电子技术方面的教材也会讲到。
  所谓三极管的雪崩击穿,实际上在教材中称为“二次击穿”。图(1)就是某型号三极管的二次击穿曲线。

二次击穿 谢沅清 p162.png             图(1)  《电子电路基础 谢沅清 人民邮电 1999》162页
  图(1)中,显示了三极管共发射极电路的输出特性曲线。图中横轴是Uce,一直延伸到管子击穿。标注“一次击穿”的曲线,是基极电流为零的那条。Uce上升到一定值之后,集电极电流上升,此所谓“击穿”。此电压在手册中通常标注为Vcbs,即基极-发射极短路时三极管集电极与基极之间的击穿电压。如果集电极电流得到限制,则管子不会损坏。集电极电流上升到一定数值,则管子会发生“二次击穿”,如图(1)中标注“二次击穿后的曲线”那条。其特点是:管子压降急剧降低,电流增大。
  首帖图中,很重要的一点是:Ec必须小于各三极管一次击穿电压,但必须大于各三极管一次击穿电压的一半。最好是Ec接近于但小于各三极管一次击穿电压。这一点在图中是没办法显示出来的。
  首帖图中在各三极管未击穿时,三极管可以视为集电极与发射极之间开路。各电容被上面一行电阻和下面一行电阻充电,各电容两端电压均为电源电压(图中标注为Ec),各三极管集电极与发射极之间电压也均为电源电压Ec。因为三极管耐压稍大于Ec,所以三极管不会被击穿。
  但是,首帖图中T1管基极受到图中触发信号后,三极管T1导通。导通后的三极管可以近似看成短路。此时电容C1和C2串联,两端电压为二倍电源电压即2Ec。T2的基极是经电阻接地的,T2集电极与基极之间的电压为2Ec,超过了T2所能够承受的电压,于是T2立即被击穿(比C1和C2经上面电阻和下面电阻放电时间要短得多)。T2被击穿后,C1、C2、C3串联,T3集电极与基极之间的电压为3Ec,于是T3被击穿。随即T4被击穿,T5被击穿。T1、T2、T3、T4、T5被击穿后,C1、C2、C3、C4、C5串联,负载两端电压为5Ec(T1被击穿之前为零)。各管被击穿所用的时间非常短,各电容来不及放电。但C1~C5对负载放电完毕后负载两端电压又下降到零。于是负载上得到一个很窄的脉冲电压。
  要之,这种电路是利用了三极管未被击穿前可以视为开路,被击穿后两端电压急剧降低,近似于短路的特性,使得一个三极管被击穿后其余三极管一个接一个地被击穿,各电容联接成串联得到高电压短促脉冲的。
  
  首帖图中标注了“Marx电路示意图”。最初的Marx电路当然不是三极管(那时连真空管都没有),而是利用大气压之下气体放电的特性来得到高电压脉冲的。大气压下气体放电的特点就是空气间隙未击穿时是非常好的绝缘体,一旦空气间隙被击穿,就变成了良好的导体(电火花和电弧,都是良好的导体)。Marx电路的要点就是直流电源电压必须小于空气间隙的击穿电压,但大于空气间隙击穿电压的一半,最好电源电压接近空气间隙的击穿电压。最初的Marx电路,就是用球形导体之间的空气间隙替代首帖图中的各三极管而构成的,可以获得数百kV甚至更高的电压,用于测试绝缘强度。产生高电压脉冲,在最初的Marx电路中是靠减小某一个空气间隙使其被击穿,然后各个空气间隙依次被击穿而获得的。
  物理学历史上第一次人工核反应,就是用Marx电路得到约800kV的高电压脉冲,使质子(氢核)在很强的电场中加速,轰击锂原子,得到两个氦原子而实现的。那是在1932年,由英国物理学家考克饶夫和沃尔顿所完成,并获得1951年诺贝尔物理学奖。
  
  仿真软件中三极管模型通常不会仿到三极管被击穿的程度。所以对首帖图进行仿真也得不到正确结果。
  
  用三极管来实现高电压脉冲,不如用晶闸管(可控硅)来实现。
  普通晶闸管的特性:在没有被触发前,晶闸管中漏电流非常小,几乎可以视为开路。一旦被触发或者晶闸管A、K两端电压上升到超过晶闸管耐压,则晶闸管两端电压急剧降低(降低到数伏特甚至1V多)。如图(2)所示。

普通晶闸管特性曲线 陈坚《电力电子学》p36.png

            图(2)  普通晶闸管特性曲线 陈坚《电力电子学》p36
  如果我们用普通晶闸管代替首帖图中各三极管,并选择电源电压稍小于各晶闸管的耐压,那么在各晶闸管未被触发或者击穿时,电源电压将经过上面一行电阻和下面一行电阻对各电容充电,各电容两端电压均等于电源电压。各电容充电完毕后,触发各晶闸管中的第一个,则该晶闸管几乎相当于短路,与其相邻的两个电容串联,串联后的两个电容上的电压施加到第二个晶闸管上,使第二个晶闸管被击穿,第二个晶闸管两端电压降到非常小,几乎相当于短路。于是三个电容串联,三倍电源电压施加到第三个晶闸管上……最终所有晶闸管均近似短路,所有电容串联,对负载施加一个高电压脉冲。

  当然,所有Marx电路在所有电容对负载放电之后,必须经过一段比较长的时间,各电容才能够经由各电阻充电到稳定数值,此时再触发,即可开始另一次放电。


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