соединения транзисторов. Надо отметить, что применение бескорпусных транзисторов позволяет сохранить малые габариты и даже повысить надежность преобразователя, поскольку в базовой и эмиттерной цепях включаются предохранители, отключающие вышедшие из строя транзисторы [Л. 48].

Суммарные статические потери в двух транзисторных ключах преобразователя, один из которых открыт, а другой закрыт (см. рис. 1-4,6);

Рт= эк.н/1 -1-эб.н/2+экк.з-1-/эб/б.з = == (эк.н+эб.н/)/1 +7эк/к.з+ 7эб/б.з, (3-34)

где /i-ток первичной полуобмотки трансформатора, равный току коллектора открытого транзистора; /2 - ток вторичной обмотки трансформатора, равный току базы открытого транзистора и равный току нагрузки в схемах с обратной связью по току; Ugmi - напряжение на переходе эмиттер - коллектор открытого (насыщенного) транзистора; бэб.н - напряжение на переходе эмиттер - база открытого (насыщенного) транзистора; Пэк - напряжение на переходе эмиттер - коллектор закрытого транзистора (обычно UokUi); t/эб -напряжение на переходе эмиттер - база закрытого транзистора; /к.з - ток коллектора закрытого транзистора; /б.з- ток базы закрытого транзистора; k=Ii/l2 - коэффициент, равный отношению тока коллектора к току базы.

Токи /[ и /2 определяются не транзистором, а внешней схемой. При этом соотношение между первичным и вторичным токами трансформатора определяет отношение токов в коллекторе и базе насыщенного транзистора (см. рис. 1-4,6)

k=IJI, = IJlQ (3-35)

и, следовательно, определяет значение степени насыщения транзистора (1-4)

МВ1б11к=В/к (3-36)

Коэффициент k связан в схеме рис. 1-4,6 с коэффициентом преобразования (1-27)

k=kn/r\-l. (3-37)

При параллельном соединении п одинаковых транзисторов уменьшаются напряжения иш.п{п) и бэб.п() и уменьшаются потери в открытом ключе, так как падают токи отдельного транзистора 1-к=1\}п и /б = /2/я,

но увеличиваются потери в закрытом ключе, так как увеличиваются суммарные токи закрытых транзисторов г/к.з и nlQ.3. Это и обусловливает наличие оптимального значения п, при котором статические потери минимальны.

Потери при п параллельных транзисторах

Pr=UsK.n{) /1 + f/эб.н (п) h +

+г(Уэк/к.з+адб.з). (3-38)

Для напряжений t/дк.н и UaQ.a нет простых аналитических выражений, которые позволили бы точно рассчитать потери и минимизировать их.

Для нахождения оптимального числа п можно применить следующий прием [Л. 52]: на основе экспериментальных данных для данного типа транзистора строится зависимость Рт к=/(/к) при заданных значениях напряжений lUm и it/эб. Эта функция имеет минимум при токе коллектора /к.опт, что позволяет определить оптимальное число параллельных транзисторов данного типа при заданных напряжениях и суммарном коллекторном токе If.

опт = 1 к.опт. (3-39)

Ниже приводится графоаналитический метод минимизации потерь транзисторного узла. Для этого строятся зависимости

Un.u+Use.ulkfUu) (3-40)

для различных значений k. Эти характеристики весьма близки к прямым и для различных k ложатся на графиках весьма компактной группой, поскольку с ростом k увеличивается t/эк.н и падает Ua.n (например, рис. 3-8).

Применим для этих кривых аналитическую кусочно-линейную аппроксимацию, аналогичную аппроксимации вольт-амперной характеристики диодов:

/т.н=/эк.н+ /эб.н/А; = £о + /т/к, (3-41)

где Ur.H - эквивалентное падение напряжения на насыщенном транзисторе, представленном двухполюсником; Гт - дифференциальное сопротивление линеаризованной эквивалентной вольт-амперной характеристики (3-40); Ео - напряжение, соответствующее точке пересечения оси напряжений и линеаризованной характеристики (3-40).

с учетом (3-41) уравнение (3-38) примет вид:

(п) = EJ, + ( /г) + п ((/з,7 з + С/з-/,.з). (3-42)

Продифференцировав (3-42) по /г и приравняв производную нулю, получим выражение для оптимального числа параллельных транзисторов

. =/, ] ч/(эЛ.з + эб/б.з) = Л о,., (3-43)

где /опт=К(эЛ.з + э/б.з)/т -оптимальный ток коллектора транзистора.

Подставив опт из (3-43) в (3-42), найдем минимальное значение потерь в транзисторном ззле, которого молчно достичь параллельным соединением транзисторов:

.м = + 2/, (t/эк/к.з + з-/б.з). (3-44)

Зная параметры транзисторов £0, /т, Лез, /б.з, мол<но рассчитать по (3-42) потерн при любом значении п.

Вольт-амперные характеристики наиболее употребительных транзисторов приведены на рис. 3-6-3-16.

Параметры аппроксимации Ео и Гт приведены в табл. 3-9.

Таблица 3-9

В табл. 3-10 приведены значения токов /к.з и /б.з транзисторов в режиме Уэк = 3 В; [/36=4,5 В; оптимального числа параллельных транзисторов и статических потерь в транзисторном узле при различных значениях п для преобразователя с входным напряжением 1,5 В, мощностью 5 Вт, суммарным током коллекторов /i = 3,17 А и = 20.