Vai trò của diode D1 trong mạch tạo dốc này là gì?

Mạch bên dưới là một bộ tạo đường nối được sử dụng trong các bộ nguồn chuyển đổi để tạo ra tín hiệu răng cưa để bù, nhưng tôi không thực sự hiểu vai trò của diode D1 trong mạch là gì ??

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Các diode chịu trách nhiệm cho sự sụp đổ nhanh chóng của răng cưa.

Khi điện áp đầu vào cao, tụ điện (C1) sạc qua điện trở và diode bị tắt. Khi điện áp đầu vào xuống thấp trở lại, diode sẽ bật và sạc từ tụ điện đến đầu vào. Các diode dẫn điện tốt hơn nhiều so với điện trở, vì vậy điện áp rơi của tụ phải nhanh hơn. Nếu bạn lấy diode ra, bạn sẽ có được sóng tam giác. Vì vậy, bạn có thể nói rằng diode cắt nửa sau của tam giác.

Như những người khác đã đề cập, điều này sẽ không cung cấp cho bạn một làn sóng răng cưa tuyệt vời, nhưng đôi khi nó đủ gần.

Ghi chú nâng cao hơn: Mạch RC về mặt kỹ thuật tạo ra sự phân rã theo cấp số nhân, không phải độ dốc tuyến tính. Nhưng sóng vuông chỉ cao trong ~ 8.3us và hằng số thời gian của mạch RC là ~ 15.2us. Sự gia tăng trong nửa đầu của hằng số một lần là khá tuyến tính:

Một sóng vuông không phải là nguồn tốt nhất cho việc này. Những gì bạn muốn là một xung chu kỳ nhiệm vụ cao. Một sóng vuông sẽ cung cấp cho bạn một phần phẳng dài sau khi cạnh rơi xuống:

Tôi đoán rằng đầu vào của mạch là sóng hình chữ nhật và hình dạng dạng sóng đầu ra có dạng răng cưa trong tự nhiên.

Một tín hiệu răng cưa trông giống như thế này: -

Và bạn không thể tạo tín hiệu răng cưa hợp lý từ chỉ một điện trở và tụ điện vì tốc độ sạc và tốc độ phóng điện của tụ bằng nhau và bạn có được sóng tam giác "gần" như thế này: -

Lưu ý rằng mức phí và tỷ lệ xả là giống hệt nhau. Vì vậy, để có được sóng răng cưa, bạn cần xả tụ điện nhanh hơn nhiều so với khi bạn sạc nó, do đó, khi sóng đầu vào xuống thấp, tụ phóng điện nhanh hơn nhiều thông qua diode.

Hãy thử và phân tích mạch này.

Bạn không nói biên độ hoặc độ lệch của sóng vuông là gì. Giả sử rằng bạn có sóng vuông đơn cực trong khoảng từ 0 đến 10 volt. Hãy cũng cho rằng nguồn điện áp là lý tưởng.

Bây giờ hãy giả sử rằng ngay trước t = 0, mọi thứ đều ở mức 0 và tại t = 0, sóng vuông chuyển sang 10 volt.

$\frac{1}{120\times10^3}$

$\frac{10}{39*10^3}$

$\frac{10}{39*10^3}\times\frac{1}{120*10^3} = \frac{V_\mathrm{peakin}}{4.68\times10^9}$$\frac{\frac{10}{4.68\times10^9}}{0.39\times10^{-9}} = \frac{10}{1.8252} \approx 5.47$

$10 \times (1 - e^{-\frac{\frac{1}{120\times10^3}}{39 * 10^3 \times 0.39 \times 10^-9 }}) \approx 4.22$

Bây giờ nguồn chuyển về không. Các diode bây giờ có thể chuyển tiếp 4,22 volt. Điều này sẽ dẫn đến một dòng chuyển tiếp lớn.

$V=0.67I+0.95$

Vì vậy, chúng ta có một dòng điện rất lớn trong diode, điều này sẽ nhanh chóng xả tụ điện. Một nguyên tắc nhỏ là tụ điện gần như được phóng điện hoàn toàn sau 5 hằng số thời gian. Với điện trở hiệu dụng khoảng 0,67 ohm, hằng số thời gian của chúng tôi là 0,26 nano giây, do đó, trong một vài nano giây, tụ điện sẽ bị phóng điện.

Tuy nhiên, diode không thể phóng tụ về 0 vì dòng điện sẽ giảm nhanh khi điện áp giảm xuống 0,7 volt hoặc hơn. Tại thời điểm này, chúng ta sẽ có sự phóng điện chậm từ điện trở.

Vì vậy, chúng ta có một sự tăng âm phi tuyến tính một chút, theo sau là sự sụt giảm rất nhanh xuống 0,7 volt hoặc do đó gây ra bởi các diode và sau đó giảm dần cho đến khi xung tiếp theo. Nói cách khác, chúng ta có một xấp xỉ thô của sóng răng cưa.