Схема, устройство блокинг-генератора.
Транзистор VT1 - выбор транзистора зависит от применения блокинг-генератора. Решающими факторами являются максимально допустимое напряжение коллектор-эмиттер, максимальный ток коллектора и максимальная рассеиваемая мощность.
[Максимальное напряжение на транзисторе VT1] = [Напряжение питания] * (1 + [Число витков обмотки 2] / [Число витков обмотки 3]) + [Выброс напряжения, обусловленный индуктивностью связи этих обмоток].
Резистор R1 - Резистор смещения. Его подбирают так, чтобы возникало самовозбуждение устройства. Его значения зависят от коэффициента передачи тока транзистора, параметров трансформатора и нагрузки. Я обычно начинаю подбор со 100 кОм, постепенно уменьшаю его сопротивление. Кроме того сопротивление этого резистора влияет на время между импульсами. Его уменьшение ведет к уменьшению паузы между импульсами.
Резистор R2, Конденсатор C1 - Эти детали вместе с резистором R1 определяют частоту работы генератора. Кроме того R2 должен быть таким, чтобы транзистор работал в режиме насыщения. Выбираем [Сопротивление R2] = 2 * [Напряжение на обмотке 1 при напряжении на обмотке 2, равном питанию] * [Коэффициент передачи тока транзистора VT1] / [Максимально возможный ток через транзистор VT1]. Емкость конденсатора C1 влияет на длительность импульса и длительность паузы. Увеличение емкости приводит к увеличению длительностей импульса и паузы.
Обмотка 1 трансформатора - выбираем [число витков обмотки 1] = 10 * [число витков обмотки 2] / [напряжение питания]. В этом случае в цепь обратной связи будет подаваться напряжение 10 вольт, что подходит для нормальной работы схемы.
Обмотка 2 трансформатора - число витков подбирается так, чтобы за время нахождения транзистора в открытом состоянии, трансформатор не входил в состояние насыщения.
В приведенной схеме трансформатор используется с зазором. Если генератор совсем маломощный, сердечник у трансформатора ферритовый, токи и напряжения малы, а число витков большое, то иногда можно использовать трансформатор без зазора. Если же сердечник из железа или имеют место достаточно большие токи подмагничивания, то зазор делать обязательно. Я всегда делаю зазор. Работа генератора предполагает размагничивание сердечника в моменты, когда трансформатор отключен от источника питания, но при отсутствии зазора магнитный гистерезис сердечника может быть столь велик, что размагничивание не будет происходить, сердечник окончательно намагнитится и войдет в насыщение.
Подробно останавливаться на расчете трансформатора не буду, но скажу, что зазор можно использовать совсем небольшой. 0.2 мм вполне подойдет.
Для целей размагничивания используется также обмотка 3. Обмотка 2 представляет собой некоторую катушку индуктивности. В результате приложения к ней на некоторое время напряжения, по ней начинает протекать ток и накапливается энергия. Когда транзистор закрывается, этот ток не может прекратиться моментально. Необходимо куда-то деть накопленную энергию, иначе бросок напряжения выведет из строя транзистор. Можно конечно поглотить эту энергию, например, резистором в цепи базы, но это плохо скажется на КПД. Обмотка 3 подключена так, чтобы в ситуации, когда обмотка 2 запитана от источника (транзистор открыт), обмотка 3 была отключена от источника питания. Когда транзистор закрывается, на обмотке 2 возникает напряжение противоположной полярности. Тогда через обмотку 3 начинает идти ток, который возвращает энергию, накопленную в магнитном поле сердечника в цепи питания.
Обмотка 3 может не применяться, если есть уверенность, что нагрузка, подключенная к выходу, поглотит всю энергию индуктивного броска, например, в схемах обратноходового преобразователя напряжения.
Обмотка 3 трансформатора - число витков определяется максимально возможным отношением длительности открытого состояния транзистора к длительности закрытого. [Число витков обмотки 3] = 0.9 * [Число витков обмотки 2] * [Длительность закрытого состояния] / [Длительность открытого состояния]. Коэффициент 0.9 применяется для запаса, чтобы наверняка обеспечить размагничивание сердечника.
Диод VD1 - защищает переход база - эмиттер транзистора от высокого напряжения обратной полярности. Имеет смысл применять диод, рассчитанный на ток, равный отношению напряжения на обмотке 1 к сопротивлению резистора R2. [Ток через диод VD1] = [Напряжения на обмотке 1] / [Сопротивление резистора R2].
Диод VD2 - Участвует в отводе тока размагничивания. Рассчитывая трансформатор, Вы вычислите ток намагничивания. Диод должен быть рассчитан на ток, равный току намагничивания, поделить на число витков в обмотке 3, умножить на число витков в обмотке 2. [Максимальное напряжение на диоде VD2] = [Напряжение питания] * (1 + [Число витков обмотки 3] / [Число витков обмотки 2]).
При включении питания транзистор приоткрывается за счет тока смещения через резистор R1. Так как напряжение к трансформатору не было приложено до этого, ток через обмотки не течет (ток через катушку индуктивности не может моментально измениться, через нагрузку также сразу не может возникнуть ток, так как всегда существует некоторая индуктивность связи или утечки). Так что на обмотке 2 сразу формируется все напряжение питания. Следовательно, на обмотке 1 возникает напряжение, определенное соотношением числа витков обмоток 2 и 1. Возникает дополнительный ток в цепи базы, достаточный для насыщения транзистора.
В таком состоянии схема прибывает, пока напряжение на конденсаторе не достигнет такого значения, что ток через резистор R2, зависящий от разницы напряжения на обмотке 1 и напряжения на конденсаторе, станет меньше, чем необходимо для насыщения транзистора. Транзистор начинает закрываться. Напряжение на обмотке 2, а значит на обмотке 1, меняет полярность. К базовому переходу транзистора теперь прилагается запирающее напряжение, равное падению напряжения на открытом диоде VD1. Транзистор полностью закрывается.
Это состояние сохраняется до тех пор, пока конденсатор не разрядится через резисторы R1, R2 и обмотку 1. После разряда устройство переходит в исходное состояние, цикл повторяется вновь.
Блокинг-генератор применяется тогда, когда по каким-то другим причинам уже принято решение использовать трансформатор. В других случаях есть все основания использовать другие генераторы прямоугольных импульсов, так как трансформатор, даже маломощный - дорогое и громоздкое удовольствие.
В каких же схемах трансформатор все равно используется? Прежде всего, это схемы преобразователей напряжения, гальванической развязки, также устройства, в которых необходимо получить на выходе амплитуду сигнала, сильно отличную от напряжения питания.
Гостевая
Админ
Форум
Юзеры
