Како функционише осцилатор блокирања

Блокирајући осцилатор је један од најједноставнијих облика осцилатора који је у стању да произведе самоодрживе осцилације употребом само неколико пасивних и једне активне компоненте.

Назив „блокирање“ примењује се због чињенице да је пребацивање главног уређаја у облику БЈТ блокирано (одсечено) чешће него што је дозвољено да се спроводи током осцилација, па отуда и назив осцилатор за блокирање .

Где се обично користи блокирни осцилатор

Овај осцилатор ће генерисати излаз квадратног таласа који се може ефикасно применити за израду СМПС кола или било којих сличних склопних кола, али се не може користити за рад осетљиве електронске опреме.

Тонске ноте генерисане овим осцилатором постају савршено погодне за аларме, уређаје за вежбање Морсеове азбуке, бежични пуњачи батерија итд. Круг такође постаје примењив као стробоскоп на камерама, што се често може видети непосредно пре клика на блиц, ова функција помаже у смањењу злогласног ефекта црвених очију.

Због своје једноставне конфигурације, ово коло осцилатора се широко користи у експерименталним комплетима, а ученицима је много лакше и занимљивије да брзо схвате детаље.

Како функционише осцилатор за блокирање

За израда осцилатора за блокирање , одабир компонената постаје прилично критичан тако да може радити са оптималним ефектима.

Концепт осцилатора за блокирање је заправо врло флексибилан и исход из њега може бити увелико различит, једноставно променом карактеристика укључених компонената, као што су отпорници, трансформатор.

Тхе трансформатор овде посебно постаје пресудан део и излазни таласни облик у великој мери зависи од типа или марке овог трансформатора. На пример, када се импулсни трансформатор користи у блокадном осцилаторном колу, таласни облик добија облик правоугаоних таласа који се састоје од брзих пораста и пада.

Осцилирајуће снаге овог дизајна постају ефикасно компатибилне са лампама, звучницима, па чак и релејима.

Сингл отпорник може се видети како контролише фреквенцију осцилатора за блокирање, па стога, ако се овај отпор замени лонцем, фреквенција постаје ручно променљива и може се подесити према захтевима корисника.

Међутим, треба водити рачуна да се вредност не смањи испод одређене границе која би иначе могла оштетити транзистор и створити необично нестабилне карактеристике излазног таласног облика. Увек се препоручује постављање сигурног фиксног отпорника минималне вредности у серију са лонцем да бисте спречили ову ситуацију.

Кружни рад

Коло ради уз помоћ позитивних повратних информација преко трансформатора повезивањем два временска периода пребацивања, наиме, времена Тцлосе када је прекидач или транзистор затворен, и времена Топен када је транзистор отворен (не води). У анализи се користе следеће скраћенице:

• т, време, једна од променљивих
• Затворено: тренутак на крају затвореног циклуса, иницијализација отвореног циклуса. Такође величина времена трајање када је прекидач затворен.
• Топен: тренутни на сваком крају отвореног циклуса или на почетку затвореног циклуса. Исто као Т = 0. Такође величина времена трајање кад год је прекидач отворен.
• Вб, напон напајања нпр. Вбаттери
• Вп, напон у склопу примарни намотај. Идеалан комутациони транзистор ће омогућити напон напајања Вб на примарном, па ће у идеалној ситуацији Вп бити = Вб.
• Вс, напон широм секундарни намотај
• Вз, фиксни напон оптерећења који настаје услед нпр. супротним напоном Зенер диоде или предњим напоном повезаног (ЛЕД).
• Им, струја магнетирања преко примарне
• Ипеак, м, највиша или 'вршна' струја магнетизовања на примарној страни трафоа. Одржава се непосредно пре Топена.
• Нп, број примарних завоја
• Нс, број секундарних завоја
• Н, однос намотаја такође дефинисан као Нс / Нп,. За савршено конфигурисани трансформатор који ради у идеалним условима имамо Ис = Ип / Н, Вс = Н × Вп.
• Лп, примарна самоиндуктивност, вредност израчуната бројем примарних завоја Нп на квадрат , и „фактор индуктивности“ АЛ. Самоиндуктивност се често изражава формулом Лп = АЛ × Нп2 × 10−9 хенриес.
• Р, комбиновани прекидач (транзистор) и примарни отпор
• Горе, енергија акумулирана унутар флукса магнетног поља преко намотаја, изражена струјом магнетизовања Им.

Рад током затвореног стања (време када је прекидач затворен)

У тренутку када се комутациони транзистор активира или активира, он примењује напон извора Вб преко примарног намотаја трансформатора.

Дејством се ствара струја магнетизовања Им на трансформатору као Им = Впримарни × т / Лп

где т (време) може да се мења са временом и започиње на 0. Наведена струја магнетизовања Им сада „вози“ на било којој реверзно генерисаној секундарној струји која може да индукује оптерећење на секундарном намотају (на пример у управљачку стезаљка (база) прекидача (транзистор) и накнадно враћена на секундарну струју у примарној = Ис / Н).

Ова променљива струја на примарном заузврат генерише променљиви магнетни ток унутар намотаја трансформатора који омогућава прилично стабилизован напон Вс = Н × Вб на секундарном намотају.

У многим конфигурацијама секундарни бочни напон Вс може се збрајати са напоном напајања Вб због чињенице да је напон на примарној страни приближно Вб, Вс = (Н + 1) × Вб док је прекидач (транзистор) укључен режим дириговања.

Дакле, поступак пребацивања може имати тенденцију да део свог управљачког напона или струје стекне директно од Вб, док преостали преко Вс.

То имплицира да би напон управљања прекидачем или струја били 'у фази'

Међутим, у ситуацији одсуства примарног отпора и занемарљивог отпора на транзисторској комутацији, може доћи до пораста магнетизационе струје Им са „линеарном рампом“ која се може изразити формулом као што је дато у првом пасусу.

Супротно томе, претпоставимо да постоји значајна величина примарног отпора за транзистор или обоје (комбиновани отпор Р, нпр. Отпор примарне завојнице заједно са отпором причвршћеним уз емитер, отпор канала ФЕТ), тада би временска константа Лп / Р могла резултирати растућа крива струје магнетизовања са константно падајућим нагибом.

У оба сценарија, магнетизујућа струја Им ће имати командни ефекат кроз комбиновану примарну и транзисторску струју Ип.

То такође подразумева да би ефекат могао бесконачно да се повећава ако ограничени отпорник није укључен.

Међутим, као што је претходно проучено током првог случаја (низак отпор), транзистор на крају можда неће успети да обради вишак струје, или једноставно речено, његов отпор може имати тенденцију пораста до те мере да пад напона на уређају може постати једнак напон напајања који узрокује потпуно засићење уређаја (што се може проценити на основу појачања транзистора хфе или „бета“ спецификација).

У другој ситуацији (нпр. Укључивање значајног отпора примарног и / или емитера) (пад) нагиба струје може доћи до тачке у којој индуковани напон на секундарном намотају једноставно није довољан да транзистор задржи у проводном положају.

У трећем сценарију, језгро које се користи за трансформатор могао доћи до тачке засићења и колабирати, што би га заузврат спречило да подржава било какву даљу магнетизацију и забранити примарни до секундарни процес индукције.

Према томе, можемо закључити да током све три горе поменуте ситуације, брзина пораста примарне струје или брзина пораста флукса у језгру трафоа у трећем случају, може показати тенденцију пада ка нули.

Имајући ово у виду, у прва два сценарија откривамо да, упркос чињеници да се чини да примарна струја наставља са снабдевањем, његова вредност се дотиче константног нивоа који би могао бити једнак вредности напајања датој Вб подељеном са збиром вредности отпори Р на примарној страни.

У таквом 'струјно ограниченом' стању, ток трансформатора може имати тенденцију да покаже стабилно стање. Осим променљивог флукса, који би могао да настави индуковање напона на секундарној страни трафо-а, то имплицира да је стални флукс индикативан за неуспех у индукционом процесу преко намотаја што резултира падом секундарног напона на нулу. То доводи до отварања прекидача (транзистора).

Горње свеобухватно објашњење јасно објашњава како блокирајући осцилатор функционише и како се овај изузетно свестрани и флексибилни склоп осцилатора може користити за било коју одређену апликацију и фино подесити на жељени ниво, како корисник можда више жели да примени.