Blockeringsgenerator - en signalgenerator med transformatorpositiv återkoppling , som genererar kortvariga (vanligtvis från bråkdelar av mikrosekunder till millisekunder) elektriska impulser som upprepas med stora intervall i förhållande till pulslängden, det vill säga har en stor arbetscykel .
De används inom radioteknik och i impulsteknologiska enheter . En transistor eller ett elektronrör används som ett aktivt element .
En blockerande oscillator är en relaxationskrets som innehåller ett förstärkningselement (till exempel en transistor ) som arbetar i ett nyckelläge och en transformator genom vilken positiv återkoppling tillhandahålls.
Fördelarna med att blockera generatorer är jämförande enkelhet, förmågan att ansluta lasten genom en transformator med galvanisk isolering , förmågan att generera kraftfulla pulser nära i form av rektangulära.
Bland de olika användningsfallen för blockering av generatorer kan fyra huvudsakliga särskiljas:
När de används som pulsformare arbetar blockeringsgeneratorer i standby-läge . Deras viktigaste egenskaper är: känslighet för triggning, varaktigheten av de genererade pulserna och dess stabilitet, den maximala uppnåeliga operationsfrekvensen.
I blockerande generatorer med motsatta lindningar (positiv återkoppling) måste antalet varv av baslindningen (eller rutnätets) lindning av transformatorn överstiga antalet varv på kollektorn (eller anoden) minst tre gånger.
Kretsen fungerar tack vare positiv feedback genom transformatorn. Under tiden T stängs är nyckeln stängd, under tiden T är öppen är nyckeln öppen.
När omkopplaren (oavsett om det är en transistor eller ett vakuumrör) är påslagen, appliceras nästan all strömförsörjningsspänning Vb till transformatorns primärlindning. I det här fallet, på grund av lindningens induktans, ökar magnetiseringsströmmen I n \u003d V 1 × t / L, där t är tidsparametern, ungefär linjärt.
Denna magnetiseringsström I n kommer så att säga följa den inducerade strömmen från sekundärlindningen I 2 som flyter in i dess last (till exempel till nyckelingången; strömmen i den första lindningen inducerad av sekundärlindningen = I 1 /N). En förändring i primärlindningens ström orsakar en förändring i flödet av magnetfältet som passerar genom transformatorns lindningar; detta föränderliga magnetfält inducerar en relativt konstant spänning i sekundärlindningen V 2 = N × V b . I vissa kretsar (som visas på bilderna) läggs sekundärlindningsspänningen V2 till källinspänningen Vb ; i detta fall, på grund av det faktum att spänningsfallet över primärlindningen (medan nyckeln h) är ungefär V b , V 2 = (N + 1) × V b . Eller så kan nyckeln få en del av sin styrspänning eller ström direkt från Vb och resten kommer från den inducerade V 2 . Därför är omkopplarens styrspänning typ "i fas" i den meningen att den håller omkopplaren stängd och detta (genom omkopplaren) upprätthåller det primära ingångsspänningsfallet.
I fallet när resistansen hos primärlindningen eller nyckeln är liten, är ökningen av magnetiseringsströmmen I n linjär och beskrivs av formeln i första stycket. Om resistansen hos primärlindningen eller omkopplaren, eller båda (impedans R, till exempel primärlindningens resistans + emitterresistans, FET-kanalresistansen), gör tidskonstanten L/R magnetiseringsströmmen till en stigande kurva med en ständigt avtagande lutning. I vilket fall som helst kommer magnetiseringsströmmen I n att övermanna den totala strömmen i primärlindningen (och nyckeln) I 1 . Utan en limiter kommer den att växa för alltid.
I vilket fall som helst sjunker ökningshastigheten för den magnetiska strömmen i primärlindningen (och därför av det magnetiska flödet), eller direkt ökningshastigheten för det magnetiska flödet i händelse av mättnad av den magnetiska kärnan, till noll (eller så ). I de två första fallen, även om ström fortsätter att flyta genom primärlindningen, når den ett stabilt värde lika med matningsspänningen Vb dividerat med impedansen R för primärlindningen. I detta fall med begränsad ström kommer transformatorns magnetiska flöde att vara konstant. Endast det förändrade magnetiska flödet inducerar en EMF i sekundärlindningen, så ett konstant magnetiskt flöde kommer att göra att denna EMF saknas i sekundärlindningen. Sekundärlindningsspänningen sjunker till noll. När T är öppet öppnas nyckeln.
Primär magnetiseringsström är nu I -puls, max. = V 1 × T är stängd /L. Energin U = ½×L×I -puls, max 2 lagras i detta magnetiseringsfält som genereras av I- puls, max . Nu finns det ingen spänning i primärlindningen ( Vb ), för att motstå ytterligare ökningar i magnetfältet, eller till och med åtminstone fältet i ett stabilt tillstånd, öppnas nyckeln och tar därmed bort spänningen från primärlindningen. Magnetfältet (flödet) börjar kollapsa, och denna kollaps trycker energi tillbaka in i kretsen, vilket skapar ström och spänning i varven på primärlindningen, sekundärlindningen eller båda. Induktion i primärlindningen kommer att ske genom dess varv, genom vilka magnetfältets linjer passerar (representerad av induktansen hos primärlindningen L); det komprimerande magnetiska flödet skapar en spänning på primärkretsen, vilket gör att strömmen antingen fortsätter att flyta från primärkretsen in i (nu öppen) omkopplaren, eller strömma in i belastningen i primärkretsen såsom en lysdiod, zenerdiod, etc. Induktion in i sekundären kommer att ske genom sina varv, genom vilka ömsesidiga (anslutna) magnetfältslinjer passerar; denna induktion gör att en spänning uppstår på sekundärvarven, och om denna spänning inte blockeras (till exempel av en diod eller ett mycket högt motstånd i basen av fälteffekttransistorn), kommer sekundärströmmen att flöda in i sekundärkretsen (endast i motsatt riktning). I alla fall, om det inte finns någon som förbrukar strömmen, kommer spänningen på nyckeln att hoppa upp mycket snabbt. Utan belastning i primärkretsen, eller vid mycket låg sekundärström, kommer spänningen att begränsas endast av lindningarnas parasitiska kapacitans (så kallad turn-to-turn kapacitans), och detta kan förstöra omkopplaren. När det bara finns interturn kapacitans i kretsen och den minsta sekundära belastningen, börjar mycket högfrekventa rippel, och dessa "parasitiska rippel" är en källa till elektromagnetisk störning.
Sekundärspänningen är nu negativ enligt följande. Det minskande magnetiska flödet inducerar en ström i primärlindningen på ett sådant sätt att den flyter från primärlindningen in i den nyss öppnade strömställaren, i samma riktning som den flödade medan strömbrytaren var stängd. För att strömmen ska flyta från änden av primärlindningen som är ansluten till nyckeln måste spänningen på sidan av nyckeln vara positiv med avseende på den motsatta änden, det vill säga till vilken från sidan av spänningskällan V b . Men detta är spänningen för primärenheten, motsatt i polaritet till vad den var när omkopplaren var stängd: vid tiden T stängdes var omkopplarsidan på primärenheten ungefär noll och därför negativ med avseende på matningssidan; nu vid tidpunkten T öppen har den blivit positiv med avseende på Vb .
På grund av transformatorlindningarnas riktning måste spänningen som visas på sekundären nu vara negativ . Den negativa basspänningen kommer att hålla omkopplaren (som NPN bipolär transistor eller N-kanal FET) öppen , och detta kommer att fortsätta tills all energi från det minskande magnetiska flödet har absorberats (av något). När absorbatorn är en primärlindningskrets, till exempel en zenerdiod (eller LED) med en spänning V s , kopplad tillbaka till primärlindningens varv, kommer den aktuella formen att vara en triangel med tiden T öppen , beräknad av formel I p \u003d I puls, max - V s ×T öppen / L p , där I puls, max är strömmen i primärlindningen i ögonblicket för att öppna nyckeln. Om diskbänken är en kondensator är spänningen och strömmen en sinusform, och om diskbänken är en kondensator med ett motstånd är spänningen och strömmen i form av en dämpad sinusform.
När energin slutligen är slut kommer styrkretsen att bli "olåst". Styrspänningen (eller strömmen) i omkopplaren är nu fri att "flyta" in i styringången och stänga omkopplaren. Det är lättare att se när kondensatorn "växlar" styrspänningen eller strömmen; rippels överför styrspänningen eller strömmen från negativ (nyckel öppen) genom 0 till positiv (nyckel stängd).