Принцип работы блокинг генератора. Блокинг-генератор: принцип работы, схемы и применение

Важно! Обвальное развитие процесса открытия транзистора имеет название прямого блокинг-процесса.

В I обмотке трансформатора появляется положительное напряжение, что ведёт к возрастанию различных токов и, следовательно, продолжению снижения напряжения коллектора и базы усилителя. Совершается резкое нарастание коллекторного тока и напряжения на усилительном элементе. В следующий момент напряжение падает почти до нуля, и устройство переходит в режим насыщения.

Важно! Обвальное развитие процесса закрытия транзистора имеет название обратного блокинг-процесса.

Открытие усилителя происходит практически мгновенно, поэтому в течение всего этого времени потенциал конденсатора С1 и величина энергии в трансформаторе практически не претерпевают изменений. Фронт импульса сформирован.  Происходит образование вершины импульса, конденсатор С1 начинает заряжаться.

Выход усилительного элемента из режима насыщения означает, что ток у коллектора опять начинает зависеть от количества накопленного в базе транзистора заряда, а базовый ток уменьшается. Усилительные свойства транзистора начинают восстановление. В этот момент в первичной обмотке трансформатора формируется отрицательное относительно транзистора напряжение. Данный процесс ведёт к продолжению уменьшения коллекторного тока. Происходит формирование среза импульса.

Усилительный элемент находится в закрытом положении.  Происходит переход в исходное состояние. Физическая суть сводится к рассеянию энергии, появившейся за период появления сигнала-импульса в различных реактивных частях схемы. Так как здесь разность потенциалов на конденсаторе и величина энергии в трансформаторе не изменились, то закрытие транзистора провоцирует рост напряжения на коллекторе. В этот момент у блокинг-генератора происходит выброс напряжения. В некоторых случаях появляются паразитные колебания.

Ти » (3 – 5) R1С1 – таким выражением характеризуется автоколебательный режим.

Ждущий режим

При ждущем режиме работы рассматриваемого устройства генерация сигналов происходит только с помощью внешнего воздействия – на вход необходимо подать произвольные запускающие импульсы.

Ждущий режим работы

В начальном состоянии усилительный элемент закрывается отрицательным смещением на базе, и лавинообразное развитие процесса открытия транзистора начнется исключительно только после подачи противоположного по знаку импульса соответствующей амплитуды на базу.

Появление импульса происходит по полной аналогии автоколебательного режима, рассмотренного выше. Конденсатор С1 разряжается до изначального напряжения базы. Далее транзистор остается в закрытом состоянии до появления последующего запускающего импульса. Длительность сигналов, а также их форма, исходящих от рассматриваемого устройства, находятся в полной зависимости от параметров собранной схемы.

Чтобы цепь запуска не оказывала никакого воздействия на работу находящего в ждущем режиме блокинг-генератора, в представленной схеме присутствует специальный разделительный диод VD2. Его задачей является закрытие сразу за окончанием процесса открывания транзистора. Это действие обрывает связь между внешним источником и интересующим нас устройством. Допускается добавлять в расчёт представленной схемы эмиттерный повторитель.

Таким образом, подытоживаем принцип работы блокинг генератора на полевом транзисторе: если при исчезновении напряжения на базе транзистора условия, требуемые для повторения цикла без внешнего воздействия, не исполняются, то этот режим работы называется ждущим. Если же при исчезновении напряжения там же начинается новый цикл по образованию нового импульса без привлечения внешнего источника, то режим работы схемы автоколебательный.

Видео

Блокинг-генератор. Расчёт блокинг-генератора | HomeElectronics

Всем доброго времени суток! В прошлой статье я рассказал о мультивибраторах, которые предназначены для генерирования прямоугольных импульсов. Но для этой, же цели применяются и другой тип генератора, который называется блокинг-генератором. Вообще же блокинг-генератор – это регенеративное устройство (генератор импульсов), основанное на однокаскадном усилителе, обратная связь в котором создаётся за счёт импульсного трансформатора.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

Основное предназначение блокинг-генераторов заключается в создании мощных коротких импульсов с крутыми фронтами и большой скважностью. В настоящее время они используются в импульсных блоках питания в качестве задающих генераторов

Так же как и мультивибратор, блокинг-генератор может работать в следующих режимах: автоколебательном, ждущем, синхронизации и деления частоты, но наиболее распространенным являются автоколебательный и ждущий режимы.

Автоколебательный блокинг-генератор

Как говорилось выше, автоколебательный блокинг-генератор является наиболее распространённым. Давайте рассмотрим его устройство и принцип работы на основе простейшей схемы, которая изображена ниже

Простейший блокинг-генератор состоит из транзистора VT1 по схеме с общим эмиттером, трансформатора обратной связи Т1, демпфирующей цепи в виде диода VD1, времязадающей цепочки R2C1, базового резистора R1 и сопротивления нагрузки Rн.

Рассмотрим работу блокинг-генератора на основе временных диаграмм его работы, которые представлены ниже

Первая стадия (формирование фронта импульса) начинается в момент времени t₀, то есть в момент включения питания либо по окончании периода предыдущего импульса. В этот момент транзистор оказывается заперт, а конденсатор С1 начинает заряжаться через резистор R2. По мере заряда конденсатора С1 увеличивается напряжение U_BE на базе транзистора VT1, что приводит к постепенному открытию транзистора и возрастанию коллекторного тока I_C. Возрастающий ток коллектора приводит к формированию ЭДС в трансформаторе и на его зажимах формируется возрастающее напряжение и ток пропорционально току коллектора транзистора VT1. Данная стадия заканчивается в момент времени t₁, когда транзистор перешёл полностью в режим насыщения.

Вторая стадия (формирование вершины импульса) начинается в момент времени t₁. После того как транзистор VT1 перешёл в режим насыщения на него уже мало влияет ток протекающий через базу транзистора, поэтому нарастание амплитуды импульса прекращается и начинает формироваться плоская вершина импульса. В данный период времени напряжение на зажимах трансформатора практически не изменяется, поэтому напряжение на коллекторе не изменяется, но так как происходит разряд конденсатора С1 уменьшается напряжение на базе транзистора VT1, а следовательно и ток базы I_b. По мере уменьшения тока базы I_b начинает уменьшаться ток коллектора I_C, но вследствие индуктивного характера коллекторной нагрузки, начинает увеличиваться ток намагничивания трансформатора, а, следовательно, и коллекторный ток транзистора VT1, в результате напряжение на коллекторе остаётся постоянным некоторое время, которое зависит от параметров трансформатора Т1.

Третья стадия (формирование среза импульса) начинается в момент времени t₂. В это время ток подмагничивания уменьшается и транзистор VT1 начинает закрываться под воздействием уменьшающегося тока базы I_b, вследствие разряда конденсатора С1. Когда транзистор полностью закроется коллекторный ток уменьшится практически до нуля и потенциал на выводах трансформатора Т1 также уменьшится, но вследствие этого в обмотках трансформатора возникнет ток обратный току коллектора I_C и соответственно току базы I_b, что приведёт к ещё быстрейшему разряду конденсатора и образованию отрицательного всплеска напряжения на базе. Отрицательный импульс напряжения на базе транзистора VT1 ещё быстрее разрядит конденсатор, что уменьшит продолжительность среза импульса по сравнению с фронтом.

Четвёртая стадия (восстановление) начинается в момент времени t₃. В это время транзистор находится в полностью закрытом состоянии. В этот период времени происходит рассеивание энергии в конденсаторе и трансформаторе, запасённой в третьей стадии работы блокинг-генератора. В этот период времени в трансформаторе могут возникать некоторые колебательные процессы (изменение напряжения до уровня U_{K max}), что в общем случае нежелательны, поэтому для предотвращения этого параллельно коллекторной обмотке трансформатора включают различные демпфирующие цепи, в данном случае эту роль выполняет диод VD1.

Расчёт блокинг-генератора в автоколебательном режиме

Как любая электронная схема параметры работы блокинг-генератора полностью зависят от величин элементов составляющих схему, поэтому для расчёта необходимо задаться параметрами схемы.

Для расчёта блокинг-генератора обычно задаются следующими выходными характеристиками схемы: амплитуда импульсов U_m, период прохождения импульсов Т, длительность импульса τ_i, сопротивление нагрузки R_H.

Так как в настоящее время блокинг-генераторы очень часто используют в качестве задающих генераторов импульсных блоков питания, то для примера рассчитаем простейшую схему, на основе которой можно создать импульсный блок питания.

Зададим следующие параметры для расчёта: частота прохождения импульсов F = 50 кГц, скважность импульсов Q = 0,3, амплитуда выходных импульсов U_m = 5 В, сопротивление нагрузки R_H = 25 Ом, напряжение питания схемы Е_К = 310 В (выпрямленное сетевое напряжение).

1.Первым этапом расчёта является определение типа транзистора, как основного элемента схемы. Транзистор выбирается по следующим параметрам: максимально допустимое напряжение U_CBmax, максимально допустимый ток коллектора I_Cmax и предельная частота f_h31e.

где n_H — коэффициент трансформации из коллекторной обмотки в обмотку нагрузки.

Примем I_C = 0,02 А

Данным параметрам удовлетворяет транзистор MJE13001 со следующими характеристиками:

• • тип транзистора: NPN;
  • U_CBmax = 600 В;
  • U_BЕmax = 7 В;
  • I_Cmax = 0,2 А;
  • I_CBO = 10 мкА;
  • f_h31e = 8 МГц;
  • h_21e = 5…30;
  • r_b ≈ 200 Ом.

2.Определим величину сопротивления R1

Примем значение R1 = 390 Ом.

3.Рассчитаем параметры импульсного трансформатора. Коэффициент трансформации для выходной обмотки n_H

Коэффициент трансформации для обмотки в цепи базы n_B

где U_b – напряжение на базе транзистора VT1.

Выберем U_B = 5 В. Тогда

Индуктивность коллекторной обмотки трансформатора

где t_i – длительность импульса;

R’_H – приведённое сопротивление нагрузки;

r’_b – приведённое к коллекторной нагрузке сопротивление базы.

Определим длительность импульса и приведённые сопротивления

где r_b – внутреннее объемное сопротивление базы. Тогда

Тогда индуктивность первичной обмотки будет равна

Примем С1 = 12 нФ
Сопротивление резистора R2

Примем R2 = 62 кОм.

5.В коллекторную цепь транзистора необходимо включать демпфирующую цепочку. Она позволяет ограничить всплески импульсов на трансформаторе, вследствие чего уменьшаются импульсные помехи и вероятность пробоя транзистора. В данном случае применена простейшая демпфирующая цепь в виде диода VD1, который должен удовлетворять следующим условиям

Данным параметрам удовлетворяет диод типа 1N4004.

Более подробно о демпфирующих цепях я расскажу, когда будем рассматривать индуктивные элементы и импульсные источники питания.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

Блокинг генератор принцип работы

Блокинг-генератор: виды, принцип работы

Блокинг-генератор – это релаксационный генератор импульсов, выполняется он на базе усилительного элемента (например, транзистора) с сильной трансформаторной обратной связью. Чаще всего используют положительную обратную связь.

Принцип работы

Работа схемы разделяется на несколько этапов.

Этап первый: происходит отпирание транзистора при поступлении импульса на эмиттер. Прибор начинает работать.

Когда на базу транзистора поступает отпирающий ток, он вызывает накопление заряда, а также возрастание коллекторного тока.

Через резистор положительная обратная связь, осуществляемая обмотками импульсного трансформатора, возбуждает лавинообразный процесс нарастания базового, коллекторного токов и тока нагрузки.

При этом уменьшается разность потенциалов между эмиттером и коллектором транзистора, когда она достигнет нуля, прибор переходит в состояние насыщения.

Этап второй: пренебрегая сопротивлением первичной обмотки, считаем, что на обмотку подано постоянное напряжение питания.

В результате на остальных обмотках трансформатора напряжение также неизменно.

Характер изменения токов схемы определяется свойством цепей, которые включены последовательно с вторичными обмотками, а также со свойствами сердечника трансформатора. Например, при активной нагрузке ток будет постоянным.

Ток на базе транзистора постоянный, но начинает уменьшаться при заряде конденсатора.

Коллекторный ток определяется суммой тока намагничивания и переходных токов обмоток.

Ток намагничивания возрастает, характер роста определяется петлей гистерезиса материала сердечника.

Вследствие этого увеличивается и ток коллектора.

Это приводит к тому, что транзистор выходит из состояния насыщения, сформирована вершина импульса.

Коллекторный ток снова становится зависимым от величины базового заряда, а базовый ток при этом начинает лавинообразно уменьшаться.

Транзистор запирается, формируется срез импульса.

При запирании прибора блокинг-генератор начинает восстанавливаться в исходное состояние.

Принцип работы блокинг-генератора

Блокинг-генератор и его схема

По форме они могут быть синусоидальными либо прямоугольными.

Дополнительно некоторые устройства получают гармонические сигналы.

По частотности блокинг-генераторы довольно сильно различаются.

Параметр проводимости сигнала зависит от типа выпрямителя. 

Устройство на полевом транзисторе РР20

Блокинг-генератор на полевом транзисторе на сегодняшний день считается довольно востребованным.

Используются такие модели чаще всего в радиоприемниках.

Однако для измерительных приборов они также подходят.

В данном случае параметр пороговой частоты в среднем находится в районе 80 Гц. Конденсаторы в таких моделях часто устанавливаются проходного типа.

Однако асинхронные модификации также встречаются.

Работают указанные блокинг-генераторы исключительно с сигналами синусоидального типа.

В данном случае выпрямители устанавливаются самые разнообразные.

Изменение фазовой частоты в таких устройствах осуществляется за счет изменения напряжения в преобразователях.

Проводимость сигнала прибора зависит от мощности выпрямителя. 

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Электротехника: Блокинг-генератор.

Рисунок 1 — Повышающий преобразователь на блокинг-генераторе

Рисунок 2 — Принцип работы блокинг-генератора с насыщающимся сердечником

в упрощённом виде

Рисунок 3 — Принцип работы блокинг-генератора с насыщающимся сердечником

с дополнительной обмоткой

в упрощённом виде

КАРТА БЛОГА (содержание)

Купить готовый модуль дуги http://ali.pub/16c1tt, http://ali.pub/16c2wi

Блокинг генератор на полевом транзисторе схема

В этой статье я поведаю вам о том, что такое блокинг-генератор.

Блокинг-генератор – это генератор импульсов сравнительно небольшой длительности и большого периода. Он работает благодаря трансформаторной обратной связи. Из-за простоты блокинг-генератор широко применяют в компактных преобразователях напряжения (например в каждой второй схеме электронной зажигалки можно встретить эту схему).

Вот это блокинг-генератор(одна из многих вариаций этой схемы):

Как видите, он реально прост в сборке. Самая сложная часть в нем – это трансформатор.Но обо всем по порядку.

1) Принцип работы

Сначала обмотка 2 работает как «резистор», т.е. через нее и резистор протекает ток, который начинает открывать транзистор.Открывание транзистора приводит к появлению тока в обмотке 1, а это в свою очередь приводит к появлению напряжения на обмотке 2, т.е. напряжение на базе транзистора увеличивается еще, он открывается еще больше, и так происходит до тех пор, пока сердечник или транзистор не войдет в насыщение. Когда это произошло, ток через обмотку 1 начинает уменьшаться, следовательно напряжение на обмотке 2 меняет полярность, что приводит к закрыванию транзистора.Все, цикл замкнулся!

2) Детали

Трансформатор обмотка 1 обычно в 2 раза больше обмотки 2, а число витков и диаметр провода подбираются в зависимости от напряжения на обмотке 3 и тока через нее.

Резистор обычно берут в пределах 1кОм – 4,7кОм.

Транзистор подойдет почти любой.

3) Тест

Сначала соберем базовую схему генератора. Трансформатор вот такой от балласта энергосберегающей лампы:

На нем я намотал сначала обмотку 2 (18 витков проводом 0,4мм)

Изолировал ее (подойдет обычная изолента)

А потом намотал и обмотку 1 (36 витков тем же проводом, что и 2-ую)

И наконец, вставил сердечник и зафиксировал его той же изолентой

На этом трансформатор готов.

Транзистор я выбрал мощный: кт805, потому что в обмотке всего 36 витков не самого тонкого провода(малое сопротивление).

Вот что у меня в итоге получилось:

Питание, как вы поняли, я буду брать от кроны.

Итак, с транзистором кт805, резистором 2,2кОм и обмоткой 1 в 2 раза больше обмотки 2, осциллограмма напряжения между коллектором и эмиттером выглядит так:

Амплитуда 60В, частота около 170кГц.

Теперь поставим резистор на 4,7кОм. Осциллограмма выглядит так:

Амплитуда около 10В, частота такая же.

Поставим теперь резистор 1кОм:

Амплитуда 120В, частота около 140кГц.

Теперь поставим обратно резистор 2,2кОм, и поменяем местами обмотки:

Амплитуда 80В, частота около 250кГц.

4) Вывод

Чем больше коэффициент обратной связи, тем быстрее нарастает сигнал, и частота выше.(чем меньше резистор, и больше соотношение число витков обмотки 2/число витков обмотки 1, тем больше коэффициент ОС).Еще на ОС влияет коэффициент усиления транзистора.

5) Практическая польза

Вы наверняка заметили, что я ни слова не сказал про обмотку 3. Она нужна для того, чтобы снять выходное напряжение.

Давайте посмотрим что будет, если намотать в обмотку 3 100 витков провода 0,08мм:

Сначала нам, конечно, нужно домотать трансформатор. Изолируем в прошлом последний слой:

Теперь наматываем 100 витков провода 0,08. Собираем сердечник. НА ВЫХОД ЦЕПЛЯЕМ ДИОД (можно любой с обратным напряжением не менее 200В. Например я взял дешевый и распространенный 1n4007). Спаиваем схему:

Диод нужен для отсекания отрицательных выбросов. Смотрим осциллограмму на выходе:

Постоянная составляющая 50В, импульсы амплитудой 50В. Чтобы убрать импульсную составляющую, поставим конденсатор на выходе. Подойдет 0,1мкФ:

Постоянное напряжение амплитудой 100В.

Небольшие колебания амплитудой 50мВ.

И наконец, полная схема:

Если генерации нет, впаяйте параллельно резистору конденсатор на пару микрофарад.

В этой статье я поведаю вам о том, что такое блокинг-генератор.

Блокинг-генератор – это генератор импульсов сравнительно небольшой длительности и большого периода. Он работает благодаря трансформаторной обратной связи. Из-за простоты блокинг-генератор широко применяют в компактных преобразователях напряжения (например в каждой второй схеме электронной зажигалки можно встретить эту схему).

Вот это блокинг-генератор(одна из многих вариаций этой схемы):

Как видите, он реально прост в сборке. Самая сложная часть в нем – это трансформатор.Но обо всем по порядку.

1) Принцип работы

Сначала обмотка 2 работает как «резистор», т.е. через нее и резистор протекает ток, который начинает открывать транзистор.Открывание транзистора приводит к появлению тока в обмотке 1, а это в свою очередь приводит к появлению напряжения на обмотке 2, т.е. напряжение на базе транзистора увеличивается еще, он открывается еще больше, и так происходит до тех пор, пока сердечник или транзистор не войдет в насыщение. Когда это произошло, ток через обмотку 1 начинает уменьшаться, следовательно напряжение на обмотке 2 меняет полярность, что приводит к закрыванию транзистора.Все, цикл замкнулся!

2) Детали

Трансформатор обмотка 1 обычно в 2 раза больше обмотки 2, а число витков и диаметр провода подбираются в зависимости от напряжения на обмотке 3 и тока через нее.

Резистор обычно берут в пределах 1кОм – 4,7кОм.

Транзистор подойдет почти любой.

3) Тест

Сначала соберем базовую схему генератора. Трансформатор вот такой от балласта энергосберегающей лампы:

На нем я намотал сначала обмотку 2 (18 витков проводом 0,4мм)

Изолировал ее (подойдет обычная изолента)

А потом намотал и обмотку 1 (36 витков тем же проводом, что и 2-ую)

И наконец, вставил сердечник и зафиксировал его той же изолентой

На этом трансформатор готов.

Транзистор я выбрал мощный: кт805, потому что в обмотке всего 36 витков не самого тонкого провода(малое сопротивление).

Вот что у меня в итоге получилось:

Питание, как вы поняли, я буду брать от кроны.

Итак, с транзистором кт805, резистором 2,2кОм и обмоткой 1 в 2 раза больше обмотки 2, осциллограмма напряжения между коллектором и эмиттером выглядит так:

Амплитуда 60В, частота около 170кГц.

Теперь поставим резистор на 4,7кОм. Осциллограмма выглядит так:

Амплитуда около 10В, частота такая же.

Поставим теперь резистор 1кОм:

Амплитуда 120В, частота около 140кГц.

Теперь поставим обратно резистор 2,2кОм, и поменяем местами обмотки:

Амплитуда 80В, частота около 250кГц.

4) Вывод

Чем больше коэффициент обратной связи, тем быстрее нарастает сигнал, и частота выше.(чем меньше резистор, и больше соотношение число витков обмотки 2/число витков обмотки 1, тем больше коэффициент ОС).Еще на ОС влияет коэффициент усиления транзистора.

5) Практическая польза

Вы наверняка заметили, что я ни слова не сказал про обмотку 3. Она нужна для того, чтобы снять выходное напряжение.

Давайте посмотрим что будет, если намотать в обмотку 3 100 витков провода 0,08мм:

Сначала нам, конечно, нужно домотать трансформатор. Изолируем в прошлом последний слой:

Теперь наматываем 100 витков провода 0,08. Собираем сердечник. НА ВЫХОД ЦЕПЛЯЕМ ДИОД (можно любой с обратным напряжением не менее 200В. Например я взял дешевый и распространенный 1n4007). Спаиваем схему:

Диод нужен для отсекания отрицательных выбросов. Смотрим осциллограмму на выходе:

Постоянная составляющая 50В, импульсы амплитудой 50В. Чтобы убрать импульсную составляющую, поставим конденсатор на выходе. Подойдет 0,1мкФ:

Постоянное напряжение амплитудой 100В.

Небольшие колебания амплитудой 50мВ.

И наконец, полная схема:

Если генерации нет, впаяйте параллельно резистору конденсатор на пару микрофарад.

Всем доброго времени суток! В прошлой статье я рассказал о мультивибраторах, которые предназначены для генерирования прямоугольных импульсов. Но для этой, же цели применяются и другой тип генератора, который называется блокинг-генератором. Вообще же блокинг-генератор – это регенеративное устройство (генератор импульсов), основанное на однокаскадном усилителе, обратная связь в котором создаётся за счёт импульсного трансформатора.

Основное предназначение блокинг-генераторов заключается в создании мощных коротких импульсов с крутыми фронтами и большой скважностью. В настоящее время они используются в импульсных блоках питания в качестве задающих генераторов

Так же как и мультивибратор, блокинг-генератор может работать в следующих режимах: автоколебательном, ждущем, синхронизации и деления частоты, но наиболее распространенным являются автоколебательный и ждущий режимы.

Автоколебательный блокинг-генератор

Как говорилось выше, автоколебательный блокинг-генератор является наиболее распространённым. Давайте рассмотрим его устройство и принцип работы на основе простейшей схемы, которая изображена ниже

Простейшая схема автоколебательного блокинг-генератора.

Простейший блокинг-генератор состоит из транзистора VT1 по схеме с общим эмиттером, трансформатора обратной связи Т1, демпфирующей цепи в виде диода VD1, времязадающей цепочки R2C1, базового резистора R1 и сопротивления нагрузки Rн.

Рассмотрим работу блокинг-генератора на основе временных диаграмм его работы, которые представлены ниже

Временные диаграммы работы блокинг-генератора.

Первая стадия (формирование фронта импульса) начинается в момент времени t_{, то есть в момент включения питания либо по окончании периода предыдущего импульса. В этот момент транзистор оказывается заперт, а конденсатор С1 начинает заряжаться через резистор R2. По мере заряда конденсатора С1 увеличивается напряжение UBE на базе транзистора VT1, что приводит к постепенному открытию транзистора и возрастанию коллекторного тока IC. Возрастающий ток коллектора приводит к формированию ЭДС в трансформаторе и на его зажимах формируется возрастающее напряжение и ток пропорционально току коллектора транзистора VT1. Данная стадия заканчивается в момент времени t1, когда транзистор перешёл полностью в режим насыщения.}

Вторая стадия (формирование вершины импульса) начинается в момент времени t₁. После того как транзистор VT1 перешёл в режим насыщения на него уже мало влияет ток протекающий через базу транзистора, поэтому нарастание амплитуды импульса прекращается и начинает формироваться плоская вершина импульса. В данный период времени напряжение на зажимах трансформатора практически не изменяется, поэтому напряжение на коллекторе не изменяется, но так как происходит разряд конденсатора С1 уменьшается напряжение на базе транзистора VT1, а следовательно и ток базы I_b. По мере уменьшения тока базы I_b начинает уменьшаться ток коллектора I_C, но вследствие индуктивного характера коллекторной нагрузки, начинает увеличиваться ток намагничивания трансформатора, а, следовательно, и коллекторный ток транзистора VT1, в результате напряжение на коллекторе остаётся постоянным некоторое время, которое зависит от параметров трансформатора Т1.

Третья стадия (формирование среза импульса) начинается в момент времени t₂. В это время ток подмагничивания уменьшается и транзистор VT1 начинает закрываться под воздействием уменьшающегося тока базы I_b, вследствие разряда конденсатора С1. Когда транзистор полностью закроется коллекторный ток уменьшится практически до нуля и потенциал на выводах трансформатора Т1 также уменьшится, но вследствие этого в обмотках трансформатора возникнет ток обратный току коллектора I_C и соответственно току базы I_b, что приведёт к ещё быстрейшему разряду конденсатора и образованию отрицательного всплеска напряжения на базе. Отрицательный импульс напряжения на базе транзистора VT1 ещё быстрее разрядит конденсатор, что уменьшит продолжительность среза импульса по сравнению с фронтом.

Четвёртая стадия (восстановление) начинается в момент времени t₃. В это время транзистор находится в полностью закрытом состоянии. В этот период времени происходит рассеивание энергии в конденсаторе и трансформаторе, запасённой в третьей стадии работы блокинг-генератора. В этот период времени в трансформаторе могут возникать некоторые колебательные процессы (изменение напряжения до уровня U_{K max}), что в общем случае нежелательны, поэтому для предотвращения этого параллельно коллекторной обмотке трансформатора включают различные демпфирующие цепи, в данном случае эту роль выполняет диод VD1.

Расчёт блокинг-генератора в автоколебательном режиме

Как любая электронная схема параметры работы блокинг-генератора полностью зависят от величин элементов составляющих схему, поэтому для расчёта необходимо задаться параметрами схемы.

Для расчёта блокинг-генератора обычно задаются следующими выходными характеристиками схемы: амплитуда импульсов U_m, период прохождения импульсов Т, длительность импульса τ_i, сопротивление нагрузки R_H.

Так как в настоящее время блокинг-генераторы очень часто используют в качестве задающих генераторов импульсных блоков питания, то для примера рассчитаем простейшую схему, на основе которой можно создать импульсный блок питания.

Зададим следующие параметры для расчёта: частота прохождения импульсов F = 50 кГц, скважность импульсов Q = 0,3, амплитуда выходных импульсов U_m = 5 В, сопротивление нагрузки R_H = 25 Ом, напряжение питания схемы Е_К = 310 В (выпрямленное сетевое напряжение).

1.Первым этапом расчёта является определение типа транзистора, как основного элемента схемы. Транзистор выбирается по следующим параметрам: максимально допустимое напряжение U_CBmax, максимально допустимый ток коллектора I_Cmax и предельная частота f_h31e.

где n_H — коэффициент трансформации из коллекторной обмотки в обмотку нагрузки.

Примем I_C = 0,02 А

Данным параметрам удовлетворяет транзистор MJE13001 со следующими характеристиками:

2.Определим величину сопротивления R1

Примем значение R1 = 390 Ом.

3.Рассчитаем параметры импульсного трансформатора. Коэффициент трансформации для выходной обмотки n_H

Коэффициент трансформации для обмотки в цепи базы n_B

где U_b – напряжение на базе транзистора VT1.

Выберем U_B = 5 В. Тогда

Индуктивность коллекторной обмотки трансформатора

где t_i – длительность импульса;

R’_H – приведённое сопротивление нагрузки;

r’_b – приведённое к коллекторной нагрузке сопротивление базы.

Определим длительность импульса и приведённые сопротивления

где r_b – внутреннее объемное сопротивление базы. Тогда

Тогда индуктивность первичной обмотки будет равна

4.Определим величину сопротивления R2 и емкость конденсатора С1. Ёмкость конденсатора С1 определится из следующего условия

Примем С1 = 12 нФ
Сопротивление резистора R2

Примем R2 = 62 кОм.

5.В коллекторную цепь транзистора необходимо включать демпфирующую цепочку. Она позволяет ограничить всплески импульсов на трансформаторе, вследствие чего уменьшаются импульсные помехи и вероятность пробоя транзистора. В данном случае применена простейшая демпфирующая цепь в виде диода VD1, который должен удовлетворять следующим условиям

Данным параметрам удовлетворяет диод типа 1N4004.

Более подробно о демпфирующих цепях я расскажу, когда будем рассматривать индуктивные элементы и импульсные источники питания.

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

Блокинг-генератор в режиме синхронизации — КиберПедия

В ждущем режиме блокинг-генератор формирует импульсы под воздействием внешнего запускающего импульса, ждущий режим использу­ется в тех случаях, когда требуется изменение периода повторения импульсов в широких пределах. Для работы блокинг-генератора в ждущем режиме необходимо на управляющую сетку лампы подать отри­цательное смещение (Еg) > (Еgо).

Импульсы запуска подаются на сетку или анод лампы или через дополнительную обмотку импульсного трансформатора. Как правило, импульсы запуска подаются через специальный каскад запуска. Схема блокинг-генератора в ждущем режиме показана на рис. 7.5 (слайды 122, 7)

В исходном состоянии обе лампы закрыты напряжением источни­ков смещения Еg₁ и Еg₂. В момент прихода импульса запуска лампа Л2 открывается и через анодную обмотку импульсного трансформатора начинает протекать ток, который наводит в ней ЭДС самоин­дукции. Возникает ЭДС взаимоиндукции в сеточной обмотке импуль­сного трансформатора, что приводит к открыванию лампы блокинг-генератора (Л1). В дальнейшем процессы в схеме аналогичны про­цессам автоколебательного блокинг-генератора. После открытия лампы Л1 импульс запуска на работу схемы влияния не оказывает и его можно отключить.

Ток разряда конденсатора С протекает через сеточную обмотку трансформатора, внутреннее сопротивление источника смещения Еg₁ и резистор R. Конденсатор разряжается до величины Еg1. Лампа Л1 остается закрытой до прихода следующего запускающего импульса. Эпюры напряжений, поясняющие принцип работы ждущего блокинг-генератора показаны на рис. 7.5.б.

В устройствах РЛС блокинг-генераторы часто используется в режиме синхронизации для стабилизации периода повторения импуль­сов и деления частоты. Напряжение синхронизации может быть синусоидальным или импульсным. Период синхронизирующего напряжения должен быть меньше, чем период колебаний блокинг-генератора. Синхронизирующие импульсы подаются на сетку лампы, на анод лампы (через развязывающие элементы) или на дополнительную обмотку блокинг-трансформатора. Пример включения синхронизирующего напряжения на сетку лампы показаны на рис.7.6.а (слайды 123, 8).

На рис. 7.6 б пунктиром показано изменение на­пряжения на сетке лампы в режиме автоколебаний. Синхронизирующие импульсы накладываются на это напряжение. Так как T_СИНХ<T_БГ, то лампа открывается под воздействием синхронизирующего импульса раньше, чем при свободных колебаниях. После открывания лампы про­цесс формирования импульсов протекает аналогично автоколебательному режиму. Из рис.7.6 видно, что период колебаний блокинг-генератора в режиме синхронизации равен периоду синхронизирующего на­пряжения. Устойчивая синхронизация получается при:

Для деления частоты период колебаний блокинг-генератора выбирается в несколько раз больше, чем период синхронизирующего напряжения. Амплитуда синхронизирующего напряжения подбирается такой, чтобы лампа блокинг-генератора открывалась не каждым импульсом, a через требуемое число периодов.

Графики, поясняющие принцип деления частоты, показаны на рис. 7.7 (слайды 124, 9).

На рис. 7.7 а показано деление периода колебаний синусоидального напряжения с коэффициентом деления n = 3, а на рис. 5.20б — деление периода повторения импульсов с коэффициентом деления n = 5.

Из приведенных графиков видно, что уменьшение синхронизирую­щих импульсов и увеличение периода колебаний блокинг-генератора приводят к увеличению коэффициента деления частоты. Устойчивое деление получается при n £10.

Вывод

Блокинг генератор на одном транзисторе принцип работы. Блокинг

Устройство блокинг-генератора

Блокинг-генератор представляет собой однокаскадный релаксационный генератор кратковременных импульсов с сильной индуктивной положительной обратной связью, создаваемой импульсным трансформатором.
Вырабатываемые ом импульсы имеют большую крутизну фронта и среза и по форме близки к прямоугольным. Длительность импульсов может быть в пределах от нескольких десятков нс до нескольких сотен мкс.
Обычно блокинг-генератор работает в режиме большой скважности, т. е. длительность импульсов много меньше периода их повторения. Скважность может быть от нескольких сотен до десятков тысяч.

Но одновременно с тем при большой скважности блокинг-генератор работает весьма экономично, так как транзистор потребляет энергию от источника питания только в течении небольшого времени формирования импульса.
Так же, как и мультивибратор, блокинг-генератор может работать в автоколебательном, ждущем режиме и режиме синхронизации.

Работа блокинг-генератора в автоколебательном режиме

Блокинг-генераторы могут быть собраны на транзисторах, включенных по схеме с ОЭ или по схеме с ОБ. Схему с ОЭ применяют чаще, так как она позволяет получить лучшую форму генерируемых импульсов (меньшую длительность фронта), хотя схема с ОБ более стабильна по отношению к изменению параметров транзистора.

Схема блокинг-генератора показана на рис. 1.

аботу блокинг-генератора можно разделить на две стадии. В первой стадии, занимающей большую часть периода колебаний, транзистор закрыт, а во второй — транзистор открыт и происходит формирование импульса. Закрытое состояние транзистора в первой стадии поддерживается напряжением на кондере С1, заряженным током базы во время генерации предыдущего импульса. В первой стадии кондер медленно разряжается через большое сопротивление резика R1, создавая близкий к нулевому потенциал на базе транзистора VT1 и он остается закрытым.

Когда напряжение на базе достигнет порога открывания транзистора, он открывается и через коллекторную обмотку I трансформатора Т начинает протекать ток. При этом в базовой обмотке II индуктируется напряжение, полярность которого должна быть такой, чтобы оно создавало положительный потенциал на базе. Если обмотки I и II включены неправильно, то блокинг-генератор не будет генерировать. Значится, концы одной из обмоток, неважно какой, необходимо поменять местами.

Положительное напряжение, возникшее в базовой обмотке, приведет к дальнейшему увеличению коллекторного тока и тем самым — к дальнейшему увеличению положительного напряжения на базе и т. д. Развивается лавинообразный процесс увеличения коллекторного тока и напряжения на базе. При увеличении коллекторного тока происходит резкое падение напряжения на коллекторе.

Лавинообразный процесс открывания транзистора, называющийся прямым блокинг-процессом , происходит очень быстро, и поэтому во время его протекания напряжение на кондере С1 и энергия магнитного поля в сердечнике практически не изменяются. В ходе этого процесса формируется фронт импульса. Процесс заканчивается переходом транзистора в режим насыщения, в котором транзистор утрачивает свои усилительные свойства, и в результате положительная обратная связь нарушается. Начинается этап формирования вершины импульса, во время которого рассасываются неосновные носители, накопленные в базе, и кондер С1 заряжается базовым током.

Когда напряжение на базе постепенно приблизится к нулевому потенциалу, транзистор выходит из режима насыщения, и тогда восстанавливаются его усилительные свойства. Уменьшение тока базы вызывает уменьшение тока коллектора. При этом в базовой обмотке индуктируется напряжение, отрицательное относительно базы, что вызывает ещё большее уменьшение тока коллектора и т. д. Образуется лавинообразный процесс, называемый обратным блокинг-процессом , в результате которого транзистор закрывается. Во время этого процесса формируется срез импульса.

Для ограничения обратного выброса включают «демпферный» диод VD1. Во время основного процесса диод закрыт и не влияет на работу блокинг-генератора. Диод VD1 включается параллельно коллекторной обмотке трансформатора.

Опосля всех этих процессов происходит восстановление схемы в исходное состояние. Это и будет промежуток между импульсами. Процесс, так сказать, молчания заключается в медленном разряде кондера С1 через резик R1. Напряжение на безе при этом медленно растет, пока не достигнет порога открывания транзистора и процесс повторяется.

Период следования импульсов можно приближенно определить по формуле:

T и ≈(3÷5)R1C1

Ждущий режим блокинг- генератора

По аналогии со ждущим мультивибратором , для блокинг-генератора этот режим характерен тем, что схема генерирует импульсы только при поступлении на её вход запускающих импульсов произвольной формы. Для получения ждущего режима в блокинг-генератор должно быть включено запирающее напряжение (рис. 2).

В исходном состоянии транзистор закрыт отрицательным смещением на базе (-E б) и прямой блокинг-процесс начинается только после подачи на базу транзистора положительного импульса достаточной амплитуды. Формирование импульса осуществляется так же, как и в автоколебательном режиме. Разряд кондера С после окончания импульса происходит до напряжения -E б. Затем транзистор остается закрытым до прихода следующего запускающего импульса. Форма и длительность импульсов, формируемых блокинг-генератором, зависит при этом от параметров схемы.

Для нормальной работы ждущего блокинг-генератора необходимо выполнить неравенство:

Т з ≥(5÷10)R1C1

где Т з — период повторения запускающих импульсов.

Для устранения влияния цепей запуска на работу ждущего блокинг-генератора включают разделительный диод VD2, который закрывается после открывания транзистора, в результате чего прекращается связь между блокинг-генератором и схемой запуска. Иногда в цепь запуска включают дополнительный каскад развязки (эмиттерный повторитель).

Примечание: сайт-

Выполняется он на базе усилительного элемента (например, транзистора) с сильной трансформаторной обратной связью. Чаще всего используют положительную обратную связь.

Преимущества и недостатки

Достоинством таких генераторов считается относительная простота, возможность подсоединения нагрузки через трансформатор. Форма генерируемых импульсов приближается к прямоугольной, скважность достигает десятков тысяч, длительность — сотен микросекунд. Предельная частота повторений импульсов достигает нескольких сотен кГц. Емкость колебательных контуров у таких устройств небольшая, обуславливается межвитковыми емкостями и, конечно же, емкостью монтажа. Благодаря этим качествам блокинг-генератор нашел широкое применение в производстве: в устройствах автоматики, регулирования и промышленной электроники.

Недостатком этих генераторов является зависимость частоты от изменения напряжения питания. Стабильность чем у мультивибратора, составляет всего 5-10 процентов.

Блокинг-генератор, собранный по схеме с положительной сеткой или с резонансным контуром, который настроен на частоту повтора импульсов, с фиксирующим диодом, имеет довольно высокую стабильность колебаний. Нестабильность частоты в таких схемах менее одного процента.

Существует множество схем реализации таких генераторов: ламповые транзисторные с базовым смещением, транзисторные с эмиттерной связью, с положительной сеткой, с усиленным каскадом, на полевых транзисторах и другие.

На фото изображен блокинг-генератор на

Наибольшую популярность получили устройства на обычных транзисторах. В таких устройствах обычно используют Генератор может работать в заторможенном режиме, он легко синхронизируется внешним сигналом.

Блокинг-генератор, принцип работы

Работа схемы разделяется на несколько этапов. Этап первый: происходит отпирание транзистора при поступлении импульса на эмиттер. Прибор начинает работать. Когда на базу транзистора поступает отпирающий ток, он вызывает накопление заряда, а также возрастание коллекторного тока. Через резистор осуществляемая обмотками импульсного трансформатора, возбуждает лавинообразный процесс нарастания базового, коллекторного токов и тока нагрузки. При этом уменьшается разность потенциалов между эмиттером и коллектором транзистора, когда она достигнет нуля, прибор переходит в состояние насыщения. Этап второй: пренебрегая сопротивлением первичной обмотки, считаем, что на обмотку подано постоянное напряжение питания. В результате на остальных обмотках трансформатора напряжение также неизменно. Характер изменения токов схемы определяется свойством цепей, которые включены последовательно с вторичными обмотками, а также со свойствами сердечника трансформатора. Например, при активной нагрузке ток будет постоянным. Ток на базе транзистора постоянный, но начинает уменьшаться при заряде конденсатора. Коллекторный ток определяется суммой тока намагничивания и переходных токов обмоток.

Ток намагничивания возрастает, характер роста определяется петлей гистерезиса материала сердечника. Вследствие этого увеличивается и ток коллектора. Это приводит к тому, что транзистор выходит из состояния насыщения, сформирована вершина импульса. Коллекторный ток снова становится зависимым от величины базового заряда, а базовый ток при этом начинает лавинообразно уменьшаться. Транзистор запирается, формируется срез импульса. При запирании прибора блокинг-генератор начинает восстанавливаться в исходное состояние.

Для тех из вас, кто не знает, о чем идёт речь, блокинг генератор — это крошечная схема с самозапиткой, которая позволит вам зажигать светодиоды от старых батареек, напряжение которых упало вплоть до 0.5 Вольт.

Вы думаете, что батарейка уже отжила свое? Подключите её к блокинг генератору и выжмите из неё всё до последней капли энергии своими руками!

Шаг 1: Компоненты и инструмент

Для проекта понадобится всего несколько вещей, которые видны на фотографии, но для тех из вас, кто любит читать, я приложу вариант списка в текстовом виде:

• Паяльник
• Припой
• Светодиод
• Транзистор 2N3904 или его эквивалент
• Резистор 1К
• Тороидная бусина
• Тонкий провод, двух цветов

Если вы найдёте транзистор 2N4401 или BC337, то светодиод будет гореть ярче, так как они рассчитаны под большую силу тока.

Шаг 2: Обмотайте тороид проводом

Сначала нужно обмотать проводом тороид. Свой я нашел в старом блоке питания. Тороиды похожи по форме на пончик и притягиваются магнитом.

Возьмите два провода, скрутите вместе их концы (вам необязательно делать так, но это немного упростит обмотку тороида).

Пропустите скрученные концы через тороид, затем возьмите два других (нескрученных конца) и обмотайте вокруг тороида. Не перекручивайте провода, убедитесь, что по всей обмотке нет места, где два повода с одинаковым цветом находятся рядом. В идеале нужно сделать 8-11 витков, находящихся на одинаковом расстоянии друг от друга и плотно прилегающих к тороиду. Как только вы завершите обмотку, отрежьте излишнюю длину провода, оставив около 5 см для соединения с другими компонентами схемы.

Снимите с концов проводов немного изоляции, затем возьмите по одному проводу с каждой стороны, убедившись что они разных цветов. Скрутите их и ваш тороид готов.

Шаг 3: Припаиваем компоненты

Пришло время спаять всё в одно устройство. Вы можете поместить всё на макетную плату, но в инструкции я решил собрать всё на коленке. Можете следовать текстовой инструкции или спаять всё по картинкам — там всё отлично отображено.

Сначала возьмите два внешних контакта транзистора и слегка отогните их наружу, а средний загните внутрь. Контакты светодиода также согните наружу. Это необязательный шаг, но он поможет проще спаять компоненты.

Возьмите один из проводов тороида, которые остались несоединёнными (всё правильно, один из нескрученных вместе проводов). Припаяйте его к одной из сторон резистора. Припаяйте другой конец резистора к среднему контакту транзистора.

Возьмите второй одиночный провод тороида и припаяйте его к коллектору транзистора. Припаяйте положительный контакт светодиода также к коллектору, а отрицательный контакт к эмиттеру.

Всё, что осталось сделать — это припаять удлинительный провод к отрицательному контакту светодиода. Возьмите кусок провода, который у вас был до этого, и припаяйте его к эмиттеру транзистора.

Шаг 4: Пробуем девайс в действии

Всё готово! Вы завершили ваш блокинг генератор на одном транзисторе. Приложите скрученные провода тороида к положительному контакту батарейки, а удлинительный провод к отрицательному контакту. Если всё собрано правильно, то светодиод загорится. Если светодиод не загорится, то попробуйте обмотать тороид более тонким проводом.

В генераторах с самовозбуждением (автогенераторах) для возбуждения электрических колебаний обычно используется положительная обратная связь. Существуют также автогенераторы на активных элементах с отрицательным динамическим сопротивлением, однако в качестве преобразователей они практически не используются.
Наиболее простая схема однокаскадного преобразователя напряжения на основе автогенератора показана на рис. 9.1. Этот вид генераторов получил название блокинг-генераторов. Фазовый сдвиг для обеспечения условия возникновения колебаний в нем обеспечивается определенным включением обмоток.

Рис. 9.1. Схема преобразователя напряжения с трансформаторной обратной связью

Аналог транзистора 2N3055 — КТ819ГМ.

Блокинг-генератор позволяет получать короткие импульсы при большой скважности. По форме эти импульсы приближаются к прямоугольным. Емкости колебательных контуров блокинг-генератора, как правило, невелики и обусловлены межвитковыми емкостями и емкостью монтажа. Предельная частота генерации блокинг-генератора — сотни кГц. Недостатком этого вида генераторов является выраженная зависимость частоты генерации от изменения питающего напряжения.

Резистивный делитель в цепи базы транзистора преобразователя (рис. 9.1) предназначен для создания начального смещения.

Несколько видоизмененный вариант преобразователя с трансформаторной обратной связью представлен на рис. 9.2.

Рис. 9.2. Схема основного (промежуточного) блока источника высоковольтного напряжения на основе автогенераторного преобразователя

Автогенератор работает на частоте примерно 30 кГц. На выходе преобразователя формируется напряжение амплитудой до 1 кВ (определяется числом витков повышающей обмотки трансформатора).

Трансформатор Т1 выполнен на диэлектрическом каркасе, вставляемом в броневой сердечник Б26 из феррита М2000НМ1 (М1500НМ1). Первичная обмотка содержит 6 витков; вторичная обмотка — 20 витков провода ПЭЛШО диаметром 0,18 мм (0,12…0,23 мм). Повышающая обмотка для достижения выходного напряжения величиной 700…800 В имеет примерно 1800 витков провода ПЭЛ диаметром 0,1 мм. Через каждые 400 витков при намотке укладывается диэлектрическая прокладка из конденсаторной бумаги, слои пропитывают конденсаторным или трансформаторным маслом. Места выводов катушки заливают парафином.

Этот преобразователь может быть использован в качестве промежуточного для питания последующих ступеней формирования вьюокого напряжения (например с электрическими разрядни­ками или тиристорами).

Следующий преобразователь напряжения (США) также выполнен на одном транзисторе (рис. 9.3). Стабилизация напряжения смещения базы осуществляется тремя последовательно включенными диодами VD1 — VD3 (прямое смещение).

Рис. 9.3. Схема преобразователя напряжения с трансформаторной обратной связью

Коллекторный переход транзистора VT1 защищен конденсатором С2, кроме того, параллельно коллекторной обмотке трансформатора Т1 подключена цепочка из диода VD4 и стабилитрона VD5.

Генератор вырабатывает импульсы, по форме близкие к прямоугольным. Частота генерации составляет 10 кГц и определяется величиной емкости конденсатора СЗ.

Аналог транзистора 2N3700 — КТ630А.

Схема двухтактного трансформаторного преобразователя напряжения показана на рис. 9.4. Аналог транзистора 2N3055 — КТ819ГМ.

Трансформатор высоковольтного преобразователя (рис. 9.4) может быть выполнен с использованием ферритового незамкнутого сердечника круглого или прямоугольного сечения, а также на основе телевизионного строчного трансформатора. При использовании ферритового сердечника круглой формы диаметром 8 мм число витков вьюоковольтной обмотки в зависимости от требуемой величины выходного напряжения может достигать 8000 витков провода диаметром 0,15…0,25 мм. Коллекторные обмотки содержат по 14 витков провода диаметром 0,5…0,8 мм. Обмотки

Рис. 9.4. Схема двухтактного преобразователя с трансформа торной обратной связью

Рис. 9.5. Вариант схемы высоковольтного преобразователя с трансформаторной обратной связью

обратной связи (базовые обмотки) содержат по 6 витков такого же провода. При подключении обмоток следует соблюдать их фазировку. Выходное напряжение преобразователя — до 8 кВ.

В качестве транзисторов преобразователя могут быть использованы транзисторы отечественного производства, например, КТ819 и им подобные.

Вариант схемы аналогичного преобразователя напряжения показан на рис. 9.5 . Основное различие заключается в цепях подачи смещения на базы транзисторов.

Число витков первичной (коллекторной) обмотки — 2×5 витков диаметром 1,29 мм; вторичной — 2×2 витков диаметром 0,64 мм. Выходное напряжение преобразователя целиком определяется числом витков повышающей обмотки и может достигать 10…30 кВ.

Преобразователь напряжения А. Чаплыгина не содеpжит резисторов (рис. 9.6). Он питается от батареи напряжением 5 В и способен отдавать в нагрузку до 1 А при напряжении 12 В.

Рис. 9.6. Схема простого высокоэффективного преобразователя напряжения с питанием от батареи 5 В

Диодами выпрямителя служат переходы транзисторов автогенератора.

Устройство способно работать и при пониженном до 1 В напряжении питания. Для маломощных вариантов преобразователя можно использовать транзисторы типа КТ208, КТ209, КТ501 и другие. Максимальный ток нагрузки не должен превышать максимального тока базы транзисторов.

Диоды VD1 и VD2 — не обязательны, однако позволяют получить на выходе дополнительное напряжение 4,2 В отрицательной полярности. КПД устройства около 85%.

Трансформатор Т1 выполнен на кольце К18×8×5 2000НМ1. Обмотки I и II имеют по 6, III и IV — по 10 витков провода ПЭЛ-2 0,5.

Преобразователь напряжения (рис. 9.7) выполнен по схеме индуктивной трехтонки и предназначен для измерений высокоомных сопротивлений и позволяет получить на выходе нестабилизированное напряжение 120… 150 В . Потребляемый преобразователем ток около 3…5 мА при напряжении питания 4,5 В. Трансформатор для этого устройства может быть создан на основе телевизионного трансформатора БТК-70. Его вторичную обмотку удаляют, взамен нее наматывают низковольтную обмотку преобразователя — 90 витков (два слоя по 45 витков) провода ПЭВ-1 0,19…0,23 мм. Отвод от 70-го витка снизу по схеме. Резистор R1 -величиной 12…51 кОм.

Рис. 9.7. Схема преобразователя напряжения по схеме индуктивной трехточки

Рис. 9.8. Схема преобразователя напряжения 1,5 В/-9 В

Преобразователь (рис. 9.8) представляет собой однотактный релаксационный генератор с емкостной положительной обратной связью (02, СЗ). В коллекторную цепь транзистора VT2 включен повышающий автотрансформатор Т1. В преобразователе использовано обратное включение выпрямительного диода VD1, т.е. при открытом транзисторе VT2 к обмотке автотрансформатора приложено напряжение питания Uп, и на выходе автотрансформатора появляется импульс напряжения. Однако включенный в обратном направлении диод VD1 в это время закрыт, и нагрузка отключена от преобразователя.

В момент паузы, когда транзистор закрывается, полярность напряжения на обмотках Т1 изменяется на противоположную, диод VD1 открывается, и выпрямленное напряжение прикладывается к нагрузке. При последующих циклах, когда транзистор VT2 запирается, конденсаторы фильтра (С4, С5) разряжаются через нагрузку, обеспечивая протекание постоянного тока. Индуктивность повышающей обмотки автотрансформатора Т1 при этом играет роль дросселя сглаживающего фильтра.

Для устранения подмагничивания сердечника автотрансформатора постоянным током транзистopa VT2 используется перемагничивание сердечника автотрансформатора за счет включения параллельно его обмотке конденсаторов С2 и СЗ, которые одновременно являются делителем напряжения обратной связи. Когда транзистор VT2 закрывается, конденсаторы С2 и СЗ в течение паузы разряжаются через часть обмотки трансформатора, перемагничивая сердечник Т1 током разряда.

Частота генерации зависит от напряжения на базе транзистора VT1. Стабилизация выходного напряжения осуществляется за счет отрицательной обратной связи (ООС) по постоянному напряжению посредством R2. При понижении выходного напряжения увеличивается частота генерируемых импульсов при примерно одинаковой их длительности. В результате увеличивается частота подзарядки конденсаторов фильтра С4 и С5 и падение напряжения на нагрузке компенсируется. При увеличении выходного напряжения частота генерации, наоборот, уменьшается. Так, после заряда накопительного конденсатора С5 частота генерации падает в десятки раз. Остаются лишь редкие импульсы, компенсирующие разряд конденсаторов в режиме покоя. Такой способ стабилизации позволил уменьшить ток покоя преобразователя до 0,5 мА.

Транзисторы VT1 и VT2 должны иметь возможно больший коэффициент усиления для повышения экономичности. Обмотка автотрансформатора намотана на ферритовом кольце К10×6×2 из материала 2000НМ и имеет 300 витков провода ПЭЛ-0,08 с отводом от 50-го витка (считая от «заземленного» вывода). Диод VD1 должен быть вьюокочастотным и иметь малый обратный ток.

Налаживание преобразователя сводится к установке выходного напряжения равным -9 В путем подбора резистора R2.

На рис. 9.9 показана схема преобразователя стабилизированного напряжения с широтно-импульсным управлением. Преобразователь сохраняет работоспособность при уменьшении напряжения батареи с 9….12 до 3 В. Такой преобразователь оказывается наиболее пригодным при батарейном питании аппаратуры.

кпд стабилизатора — не менее 70%. Стабилизация сохраняется при уменьшении напряжения источника питания ниже выходного стабилизированного напряжения преобразователя, чего не может обеспечить традиционный стабилизатор напряжения. Принцип стабилизации, использованный в данном преобразователе напряжения.

При включении преобразователя ток через резистор R1 от­крывает транзистор VT1, коллекторный ток которого, протекая че­рез обмотку II трансформатора Т1, открывает мощный транзистор VT2. Транзистор VT2 входит в режим насыщения, и ток через обмотку I трансформатора линейно увеличивается. В трансформаторе происходит накопление энергии. Через некоторое время транзистор VT2 переходит в активный режим, в обмотках трансформатора возникает ЭДС самоиндукции, полярность которой противоположна приложенному к ним напряжению (магнитопровод трансформатора не насыщается). Транзистор VT2 лавинообразно закрывается и ЭДС самоиндукции обмотки I через диод VD2 заряжает конденсатор СЗ. Конденсатор С2 способствует более четкому закрыванию транзистора. Далее процесс повторяется.

Через некоторое время напряжение на конденсаторе СЗ увеличивается настолько, что открывается стабилитрон VD1, и базовый ток транзистора VT1 уменьшается, при этом уменьшается ток базы, а значит, и коллекторный ток транзистора VT2. Поскольку накопленная в трансформаторе энергия определяется коллекторным током транзистора VT2, дальнейшее увеличение

Рис. 9.9. Схема преобразователя стабилизированного напряжения

напряжения на конденсаторе СЗ прекращается. Конденсатор разряжается через нагрузку. Таким образом на выходе преобразователя поддерживается постоянное напряжение.

Выходное напряжение задает стабилитрон VD1. Частота преобразования изменяется в пределах 20… 140 кГц.

Преобразователь напряжения , схема которого показана на рис. 9.10, отличается тем, что в нем цепь нагрузки гальванически развязана от цепи управления. Это позволяет получить несколько вторичных стабильных напряжений. Использование интегрирующего звена в цепи обратной связи позволяет улучшить стабилизацию вторичного напряжения.

Рис. 9.10. Схема преобразователя стабилизированного напряжения с биполярным выходом

Частота преобразования уменьшается почти линейно при уменьшении питающего напряжения. Это обстоятельство усиливает обратную связь в преобразователе и повышает стабильность вторичного напряжения. Напряжение на сглаживающих конденсаторах вторичных цепей зависит от энергии импульсов, получаемых от трансформатора. Наличие резистора R2 делает напряжение на накопительном конденсаторе СЗ зависимым и от частоты следования импульсов, причем степень зависимости (крутизна) определяется сопротивлением этого резистора. Таким образом, подстроенным резистором R2 можно устанавливать желаемую зависимость изменения напряжения вторичных обмоток от изменения напряжения питания. Полевой транзистор VT2 — стабилизатор тока. КПД преобразователя может доходить до 70… 90%.

Нестабильность выходного напряжения при напряжении питания 4… 12 В не более 0,5%, а при изменении температуры окружающего воздуха от -40 до +50°С — не более 1,5%. Максимальная мощность нагрузки — 2 Вт.

При налаживании преобразователя резисторы R1 и R2 устанавливаются в положение минимального сопротивления и подключают эквиваленты нагрузок Rн. На вход устройства подается напряжение питания 12 В и с помощью резистора R1 на нагрузке Rн устанавливается напряжение 15 В. Далее напряжение питания уменьшают до 4 В и резистором R2 добиваются напряжения на выходе также 15 В. Повторяя этот процесс несколько раз, добиваются стабильного напряжения на выходе.

Обмотки I и II и магнитопровод трансформатора у обоих вариантов преобразователи одинаковы. Обмотки намотаны на броневом магнитопроводе Б26 из феррита 1500НМ. Обмотка I содержит 8 витков провода ПЭЛ 0,8, а II — 6 витков провода ПЭЛ 0,33 (каждая из обмоток III и IV состоит из 15 витков провода ПЭЛ 0,33 мм).

Рис. 9.11. Схема понижающего преобразователя напряжения на основе блокинг-генератора

Схема простого малогабаритного преобразователя сетево­го напряжения, выполненного из доступных элементов, показана на рис. 9.11. В основе устройства обычный блокинг-генератор на транзисторе VT1 (КТ604, КТ605А, КТ940).

Трансформатор Т1 намотан на броневом сердечнике Б22 из феррита М2000НН. Обмотки Iа и Ib содержат 150+120 витков провода ПЭЛШО 0,1 мм. Обмотка II имеет 40 витков провода ПЭЛ 0,27 мм; III — 11 витков провода ПЭЛШО 0,1 мм. Вначале наматывается обмотка Iа, затем — II, после — обмотка Ib, и, наконец, обмотка III.

Источник питания не боится короткого замыкания или обрыва в нагрузке, однако имеет большой коэффициент пульсаций напряжения, низкий КПД, небольшую выходную мощность (до 1 Вт) и значительный уровень электромагнитных помех. Питать преобразователь можно и от источника постоянного тока напряжением 120 Б. В этом случае резисторы R1 и R2 (а также диод VD1) следует исключить из схемы.

Слаботочный преобразователь напряжения для питания газоразрядного счетчика Гэйгера-Мюллера может быть собран по схеме на рис. 9.12. Преобразователь представляет собой транзисторный блокинг-генератор с дополнительной повышающей обмоткой. Импульсы с этой обмотки заряжают конденсатор СЗ через выпрямительные диоды VD2, VD3 до напряжения 440 В. Конденсатор СЗ должен быть либо слюдяным, либо керамическим, на рабочее напряжение не ниже 500 В. Длительность импульсов блокинг-генератора примерно 10 мкс. Частота следования импульсов (десятки Гц) зависит от постоянной времени цепи R1, 02.

Рис. 9.12. Схема слаботочного преобразователя напряжения для питания газоразрядного счетчика Гейгера-Мюллера

Магнитопровод трансформатора Т1 изготавливают из двух склеенных вместе ферритовых колец К16×10×4,5 ЗОООНМ и изолируют его слоем лакоткани, тефлона или фторопласта. Вначале наматывают внавал обмотку III — 420 витков провода ПЭВ-2 0,07, заполняя магнитопровод равномерно. Поверх обмотки III накладывают слой изоляции. Обмотки I (8 витков) и II (3 витка) наматывают любым проводом поверх этого слоя, их также следует возможно равномернее распределить по кольцу.

Следует обратить внимание на правильную фазировку обмоток, она должна быть выполнена до первого включения.

При сопротивлении нагрузки порядка единиц МОм преобразователь потребляет ток 0,4… 1,0 мA.

Преобразователь напряжения (рис. 9.13) предназначен для питания фотовспышки. Трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе из двух сложенных вместе пермаллоевых колец К40х28х6. Обмотка коллекторной цепи транзистора VT1 имеет 16 витков ПЭВ-2 0,6 мм; его базовой цепи — 12 витков такого же провода. Повышающая обмотка содержит 400 витков ПЭВ-2 0,2.

Рис. 9.13. Схема преобразователя напряжения для фотовспышки

Неоновая лампа HL1 использована от стартера лампы дневного света.

Выходное напряжение преобразователя плавно повышается на конденсаторе фотовспышки до 200 В за 50 секунд. Устройство при этом потребляет ток до 0,6 А.

Для питания ламп-вспышек предназначен преобразователь напряжения ПН-70, являющийся основой описываемого ниже устройства (рис. 9.14). Обычно энергия батарей преобразователя расходуется с минимальной эффективностью. Вне зависимости от частоты следования вспышек света генератор работает не­прерывно, расходуя большое количество энергии и разряжая батареи.

Рис. 9.14. Схема модифицированного преобразователя напряжения ПН-70

Перевести работу преобразователя в ждущий режим удалось О. Панчику, который включил на выходе преобразователя резистивный делитель R5, R6 и подал сигнал с него через стабилитрон VD1 на электронный ключ, выполненный на транзисторах VT1 — VT3 по схеме Дарлингтона. Как только напряжение на конденсаторе фотовспышки (на схеме не показан) достигнет номинального значения, определяемого значением ре­зистора R6, стабилитрон VD1 пробьется, а транзисторный ключ отключит батарею питания (9 В) от преобразователя. Когда на­пряжение на выходе преобразователя понизится в результате саморазряда или разряда конденсатора на лампу-вспышку, стабилитрон VD1 перестанет проводить ток, произойдет включение ключа и, соответственно, преобразователя.

Транзистор VT1 должен быть установлен на медном радиаторе размерами 50×22×0,5 мм.

Электрическая схема блокинг генератора на одном транзисторе с описанием принципа работы для сборки своими руками. Транзистор может быть биполярным или полевым. Изобрели блокинг в ту пору, когда еще не было микросхем, но схема вызывает интерес до сих пор.

Блокинг генератор — автогенератор с сильной трансформаторной положительной обратной связью, предназначенный для генерирования кратковременных импульсов с большим отношением периода к длительности импульса, т.е. с большой скважностью импульсов. Частота блокинг генератора может составлять от нескольких Герц до сотен КГц.

Схема блокинг-генератора и временные диаграммы работы показана на вкладке (кликабельно). Обмотка связи подключена к переходу эмиттер-база транзистора VT последовательно через конденсатор С. При включении питания схемы небольшое нарастание коллекторного тока через обмотку связи вызывает появление и рост базового тока. Этот процесс лавинообразный и приводит к переходу транзистора в состояние насыщения.

Этим же током конденсатор заряжается, тем самым уменьшая напряжение база-эмиттер. При достижении равенства напряжения зарядки конденсатора напряжению на обмотке связи ток базы и соответственно ток коллектора резко спадают до нуля. В выходной обмотке формируется почти прямоугольный импульс напряжения.

Поскольку, с этого момента напряжение обратной связи почти нулевое, напряжение отрицательной полярности конденсатора С прикладывается к переходу база-эмиттер и переводит транзистор в состояние отсечки. Далее начинается процесс разряда конденсатора С экспоненциально через R от источника питания. При достижении напряжения открывания, начинается лавинообразный рост тока транзистора и формирование нового импульса, процесс становиться периодическим.

Транзистор может быть любым с достаточно высоким коэффициентом усиления. Трансформатор обычно наматывается на ферритовом кольце. Коллекторная обмотка содержит 30-50 витков провода. Обмотка связи 3-5 витков. Чем меньше размеры кольца и ниже планируемая частота генерации, тем больше требуется витков. Если используется полевой транзистор, обмотка связи содержит столько же витков сколько и возбуждающая обмотка, поскольку для управления ключевыми полевым транзистором требуется напряжение от 4 до 20 Вольт.

Транзистор генератора необходимо защитить от выбросов ОЭДС. Если транзистор полевой, достаточно поставить диод между затвором и плюсом источника питания. В таком варианте импульс на стоке будет срезаться на уровне напряжения ИП плюс падение на диоде (0,5 — 1 В). От перенапряжения на стоке полевые транзисторы обычно защищены встроенными диодами.

В простейшем случае можно обойтись без конденсатора. В таком варианте переключение блокинг генератора происходит при насыщении кольца. Упрощенная схема может быть использована при низковольтном питании и малых размерах кольца. КПД схемы достаточно низкий.

Частота блокинг генератора сильно зависит от питающего напряжения. В этой связи лучше использовать генераторы импульсов на микросхемах, тем более что не потребуется мотать обмотку связи. Блокинг имеет смысл использовать в случае когда напряжение источника питания не превышает нескольких вольт, например при питании от 1-3 батареек. Если использовать германиевый транзистор, возможна работы схемы при разрядке батареек до 0,5 В.

Блокирующий генератор: виды, принцип работы

Блокирующий генератор представляет собой релаксационный генератор импульсов, он выполнен на основе усилительного элемента (например, транзистора) с сильной трансформаторной обратной связью. Чаще всего используют положительные отзывы.

Достоинства и недостатки

Достоинством таких генераторов является относительная простота, возможность подключения нагрузок через трансформатор. Форма генерируемых импульсов близка к прямоугольной, скважность достигает десятков тысяч, а длительность составляет сотни микросекунд.Предельная частота следования импульсов достигает нескольких сотен кГц. Емкость колебательных контуров таких устройств мала из-за межвитковых емкостей и, конечно же, емкости крепления. Благодаря этим качествам блокирующий генератор нашел широкое применение в производстве: в устройствах автоматики, регулирования и промышленной электронике.

Недостатком этих генераторов является зависимость частоты от изменения напряжения питания. Стабильность частоты ниже, чем у мультивибратора, всего 5-10 процентов.

Блокирующий генератор, собранный по схеме с положительной сеткой или с резонансным контуром, настроенным на частоту следования импульсов, с фиксированным диодом, обладает достаточно высокой стабильностью колебаний. Нестабильность частоты в таких схемах составляет менее одного процента.

Существует множество схем реализации таких генераторов: ламповые транзисторы с базовым смещением, транзисторы с эмиттерной связью, положительной сеткой, усиленный каскад, полевые транзисторы и другие.

На фото — блокирующий генератор на полевом транзисторе.

Самые популярные обычные транзисторы. В таких устройствах обычно используются импульсные трансформаторы. Генератор может работать в заторможенном режиме, легко синхронизируется по внешнему сигналу.

Блокирующий генератор, принцип действия

Работа схемы разбита на несколько этапов. Этап первый: транзистор разблокируется при поступлении импульса на эмиттер. Устройство начинает работать. Когда ток возбуждения подается на базу транзистора, это вызывает накопление заряда, а также увеличение тока коллектора.Через резистор положительной обратной связи, осуществляемой обмотками импульсного трансформатора, возбуждается лавинный процесс увеличения базового, коллекторного токов и тока нагрузки. Это уменьшает разность потенциалов между эмиттером и коллектором транзистора, когда она достигает нуля, устройство переходит в состояние насыщения. Шаг второй: пренебрегая сопротивлением первичной обмотки, предполагаем, что к обмотке приложено постоянное напряжение питания. В результате на остальных обмотках трансформатора напряжение также остается постоянным.Характер изменения токов в цепях определяется свойством цепей, включенных последовательно с вторичными обмотками, а также свойствами сердечника трансформатора. Например, при активной нагрузке ток будет постоянным. Ток на базе транзистора постоянный, но начинает уменьшаться, когда конденсатор заряжается. Коллекторный ток определяется суммой тока намагничивания и переходных токов обмоток.

Эй, в этой статье я собираюсь объяснить блок-схему функционального генератора. Здесь вы можете легко понять принцип работы генератора функций из этой блок-схемы генератора функций. Прежде всего, давайте узнаем, что такое генератор функций? Функциональный генератор — это электронное устройство или схема, используемая для генерации электронных сигналов с разными формами волны и разными частотами. Функциональный генератор может генерировать электронные сигналы синусоидальной, треугольной и прямоугольной формы.Кроме того, функциональный генератор может генерировать электронные сигналы от нескольких герц до мегагерцовых частот. Функциональный генератор также предоставляет возможность изменять частоту и форму сигналов в соответствии с нашими требованиями.

Блок-схема функционального генератора

Внимательно просмотрите блок-схему функционального генератора, приведенную ниже. Вы можете легко понять работу генератора функций.

Читайте также:

Принцип работы генератора функций

На приведенной выше диаграмме описывается генератор трех выходных функций — прямоугольная волна, треугольная волна и синусоида

Давайте обсудим каждый блок схемы

Ручка управления частотой

Используя эту ручку регулировки частоты, мы можем регулировать частоту выходных сигналов в соответствии с нашими требованиями.По сути, это не что иное, как потенциометр. Его основная функция — изменение напряжения для регулирования источников тока 1 и 2.

Цепь с частотным регулированием

Она состоит из резисторов и конденсаторов. Что касается скорости зарядки и разрядки конденсатора, он регулирует два источника тока (1 и 2).

Источники тока 1 и 2

Это источники постоянного тока, входящие в интегратор сигналов. Среди этих двух источников тока источник 1 обеспечивает подачу прямого тока, а источник 2 обеспечивает подачу обратного тока к интегратору.Таким образом, используя источник тока 1, интегратор сигнала может создать положительный полупериод формы волны, а с помощью источника тока 2 интегратор сигнала может создать отрицательный полупериод формы волны.

Интегратор сигналов

В основном интегратор сигналов представляет собой схему преобразователя тока в напряжение. Обычно он принимает ток от источника 1 и генерирует сигнал треугольной формы. Частота треугольной формы волны зависит от тока, подаваемого источниками постоянного тока.

Компаратор напряжения

Основная функция мультивибратора компаратора напряжения — контролировать величину или уровень напряжения формы сигнала. Когда величина или напряжение формы волны достигает максимального заданного уровня в положительном полупериоде, компаратор напряжения переключает источники тока, что означает отключение источника 1. И снова, когда уровень напряжения достигает максимального заданного уровня в отрицательном полупериоде, Компаратор напряжения переключает источник тока на источник 1.

Таким образом, поскольку компаратор напряжения может очень точно контролировать как положительный, так и отрицательный полупериод формы волны, он может генерировать прямоугольный электронный сигнал.

Схема формирования диода сопротивления

Она принимает сигнал треугольной формы от интегратора сигналов в качестве входа и генерирует синусоидальный сигнал. Эта схема формирования диодов сопротивления изменяет наклон треугольной волны. Таким образом, амплитуда непрерывно изменяется со временем и дает синусоидальную волну с искажением менее 1%.

Читайте также:

, работа, блок-схема, цепь

Все о генераторах функций

Функциональный генератор — это источник сигнала, который может генерировать различные типы сигналов в качестве выходного сигнала. Наиболее распространенными выходными сигналами являются синусоидальные волны, треугольных волн , прямоугольных волн и пилообразных волн .Частоты таких сигналов можно регулировать от долей герца до нескольких сотен кГц.

На самом деле, функциональные генераторы — очень универсальные инструменты, так как они способны генерировать широкий спектр сигналов и частот. Фактически, каждая из генерируемых ими сигналов особенно подходит для разных групп приложений. Использование синусоидальных выходов и прямоугольных выходов уже было описано в предыдущих разделах «Искусство». Треугольные и пилообразные выходные сигналы генераторов функций обычно используются в тех приложениях, где требуется сигнал, который увеличивается (или уменьшается) с определенной линейной скоростью.Они также используются для управления генераторами развертки в осциллографах и осью X записывающих устройств.

Многие функциональные генераторы также могут генерировать одновременно две разные формы сигналов (конечно, с разных выходных клемм). Это может быть полезной функцией, когда для конкретного приложения требуются два сгенерированных сигнала. Например, обеспечивая прямоугольную волну для измерений линейности в аудиосистеме, можно использовать одновременный выход пилы для управления усилителем горизонтального отклонения осциллографа, обеспечивая визуальное отображение результата измерения.В другом примере, треугольная волна и синусоида равных частот могут быть созданы одновременно. Если пересечений нуля обеих волн происходят одновременно, доступна линейно изменяющаяся форма волны, которая может быть запущена в точке нулевой фазы синусоидальной волны.

Другой важной особенностью некоторых функциональных генераторов является их способность синхронизировать фазу с внешним источником сигнала. Один функциональный генератор может использоваться для фазовой синхронизации второго функционального генератора, и два выходных сигнала могут быть смещены по фазе на регулируемую величину.Кроме того, один функциональный генератор может быть синхронизирован по фазе с гармоникой синусоидальной волны другого функционального генератора. Регулируя фазу и амплитуду гармоник, можно получить почти любую форму волны путем суммирования основной частоты, генерируемой одним функциональным генератором, и гармоники, генерируемой другим функциональным генератором. Функциональный генератор также может быть синхронизирован по фазе в соответствии с точным стандартом частоты, и все его выходные сигналы будут иметь ту же частоту, стабильность и точность, что и стандарт.

Функциональный генератор и блок-схема

Блок-схема генератора функций представлена ​​на рисунке. В этом приборе частота регулируется путем изменения величины тока, который управляет интегратором. Этот инструмент выдает различные типы сигналов (например, синусоидальные, треугольные и прямоугольные) в качестве выходного сигнала с частотным диапазоном от 0,01 Гц до 100 кГц.

Частотно-регулируемое напряжение регулирует два источника тока.Источник питания 1 подает постоянный ток на интегратор, выходное напряжение которого линейно растет со временем. Увеличение или уменьшение тока увеличивает или уменьшает крутизну выходного напряжения и, таким образом, регулирует частоту.

Мультивибратор компаратора напряжения изменяет состояние на заданном максимальном уровне выходного напряжения интегратора. Это изменение отключает подачу тока от источника питания 1 и переключает на источник питания 2. Источник 2 подачи тока подает обратный ток на интегратор, так что его выходная мощность падает линейно со временем.Когда выходной сигнал достигает заданного уровня, компаратор напряжения снова меняет состояние и переключается на источник питания. Выходной сигнал интегратора представляет собой треугольную волну, частота которой зависит от тока, подаваемого источниками постоянного тока. На выходе компаратора выдается прямоугольный сигнал той же частоты, что и на выходе. Схема резистивных диодов изменяет наклон треугольной волны по мере изменения ее амплитуды и создает синусоидальную волну с искажением менее 1%.

Что такое генераторные диоды и для чего они нужны?

Диоды — небольшая, но важная часть вашего дизельного генератора. Генератор работает путем преобразования механической энергии в электрическую в генераторе переменного тока. Внутри генератора переменного тока магнитное поле (перемещаемое механической энергией) преобразует механическую энергию в электрическую.

Что такое генераторные диоды?

Диоды — это устройства, помещенные в электрическую цепь постоянного тока.Они позволяют току легко двигаться в одном направлении, но не в другом. Когда диод вставлен в цепь таким образом, что позволяет току течь через цепь, он смещен в прямом направлении, а когда диод блокирует ток от завершения цепи, он смещается в обратном направлении. Как объясняет All About Circuits, «диод можно рассматривать как переключатель:« замкнут »при прямом смещении и« разомкнут »при обратном смещении».

Что делают диоды в генераторе переменного тока?

Диоды используются в процессе выпрямления или преобразования переменного тока в постоянный.Это возможно, потому что диоды пропускают ток только в одном направлении. Переменный ток, или переменный ток, включает ток, текущий как вперед, так и назад, создавая полную синусоидальную волну. Постоянный или постоянный ток движется только в одном направлении. Блокируя половину синусоидальной волны переменного тока, диоды эффективно преобразовывают ток в постоянный ток.

Этот процесс необходим для работы генератора переменного тока, поскольку магнитное поле зависит от мощности постоянного тока. Выход переменного тока возбудителя должен быть преобразован в мощность постоянного тока, прежде чем его можно будет использовать для выработки электроэнергии.Этот процесс происходит в автоматическом регуляторе напряжения генераторной установки. Регулятор согласовывает выходную мощность возбудителя с необходимой выходной мощностью, поэтому генератор не вырабатывает больше мощности, чем необходимо в данный момент. Это помогает предотвратить износ компонентов, в том числе диодов генератора.

Диоды в автоматическом стабилизаторе напряжения собраны в группу, называемую выпрямительными диодами. Имеется равное количество диодов с прямым и обратным смещением. Это позволяет генераторам использовать обе половины синусоидальной волны переменного тока.Когда мощность течет в одном направлении, она проходит через диоды с прямым смещением. Другая половина синусоидальной волны тока проходит через диоды с обратной связью. Вместе выпрямительные диоды позволяют магнитному полю использовать всю мощность переменного тока для выработки электричества, а не только половину мощности переменного тока.

60b9269c-6c8c-4dee-b6e3-dc934808d90b | 2 | 4.5

Теги:

Генератор

Блок-схема генератора прямоугольных импульсов и импульсов

и генератора импульсов используется в качестве измерительных устройств в сочетании с CRO.Они предоставляют как количественную, так и качественную информацию о тестируемой системе. Они используются при тестировании переходных характеристик усилителей. Основное различие между генератором импульсов и генератором прямоугольных импульсов заключается в рабочем цикле.

Генератор прямоугольных импульсов имеет рабочий цикл 50%. 8.9.1

1. Импульс должен иметь минимальные искажения, чтобы любые искажения на дисплее были вызваны исключительно проверяемой схемой.
2. Основными характеристиками импульса являются время нарастания, выброс, звон, провисание и недорез.
3. Импульс должен иметь достаточную максимальную амплитуду, если для испытательной схемы требуется значительная выходная мощность, например для магнитного сердечника. В то же время диапазон затухания должен быть достаточным для получения импульсов малой амплитуды, чтобы предотвратить перегрузку некоторой испытательной схемы.
4. Диапазон частотного регулирования частоты следования импульсов (ЧСС) должен соответствовать потребностям эксперимента.Например, для тестирования быстрых цепей требуется частота повторения 100 МГц. Другие генераторы имеют функцию импульсной пачки, которая позволяет использовать серию импульсов, а не непрерывный
5. Некоторые генераторы импульсов могут запускаться внешним сигналом запуска; и наоборот, генераторы импульсов могут использоваться для создания сигналов запуска, когда этот выходной сигнал проходит через схему дифференциатора.
6. Выходное сопротивление генератора импульсов является еще одним важным фактором. В системе с быстрыми импульсами генератор должен быть согласован с кабелем, а кабель — с испытательной схемой.Несовпадение может привести к тому, что энергия будет отражаться обратно в генератор испытательной схемой, и это может быть повторно отражено генератором, вызывая искажение импульсов.
7. Требуется связь по постоянному току выходной цепи, когда уровень смещения постоянного тока должен быть

Основной схемой для генерации импульсов является асимметричный мультивибратор. Генератор прямоугольных импульсов и импульсов лабораторного типа показан на рис. 8.6.

Диапазон частот прибора охватывает семь декадных шагов от 1 Гц до 10 МГц, с линейно откалиброванным циферблатом для непрерывной регулировки во всех диапазонах.

Рабочий цикл может варьироваться от 25 до 75%. Доступны два независимых выхода: источник 50 Ом, который подает импульсы со временем нарастания и спада 5 нс при пиковой амплитуде 5 В, и источник 600 Ом, который подает импульсы с временем нарастания и спада 70 нс при пиковой амплитуде 30 В. Прибор может работать как автономный генератор или синхронизироваться с внешними сигналами.

Базовый контур генерации состоит из источников тока, пилообразного конденсатора, триггера Шмитта и схемы переключения тока, как показано на рис.8.7.

Верхний источник тока подает на конденсатор постоянный ток, и напряжение на конденсаторе линейно увеличивается. Когда положительный наклон линейного напряжения достигает верхнего предела, установленного внутренними компонентами схемы, триггер Шмитта меняет состояние. Выход схемы триггера становится отрицательным и меняет состояние переключателя на обратное. Конденсатор разряжается линейно под управлением источника более низкого тока. Когда отрицательная рампа достигает заранее определенного нижнего уровня, триггер Шмитта возвращается в исходное состояние.Затем весь процесс повторяется. Отношение i ₁ / i ₂ определяет рабочий цикл и управляется контролем симметрии. Сумма i ₁ и i ₂ определяет частоту. Размер конденсатора выбирается переключателем умножителя.

Устройство питается от внутреннего источника питания, который обеспечивает регулируемые напряжения для всех ступеней прибора.

. Назначение, принцип действия, применение

Электронные генераторы: мультивибратор.Назначение, принцип действия, применение.

Мультивибратор представляет собой релаксационный осциллятор почти прямоугольной формы. Это двухкаскадный резистивный усилитель с положительной обратной связью, в котором выход каждого каскада соединен с входом другого. Само название «мультивибратор» происходит от двух слов: «мульти» — много и «вибратор» — источник колебаний, поскольку колебания мультивибратора содержат большое количество гармоник. Мультивибратор может работать в автоколебательном режиме, режиме синхронизации и режиме ожидания.В автоколебательном режиме мультивибратор работает как самовозбуждающийся генератор, в режиме синхронизации на мультивибратор извне действует синхронизирующее напряжение, частота которого определяет частоту импульсов, а в дежурном режиме мультивибратор работает как генератор с внешним возбуждением.

Мультивибратор в автоколебательном режиме

На рисунке 1 представлена ​​наиболее распространенная схема мультивибратора на транзисторах с емкостной связью коллектор-база, на рисунке 2 — графики, поясняющие принцип его работы.Мультивибратор состоит из двух усилительных каскадов на резистах. Выход каждой ступени соединен с входом другой ступени через проводники C1 и C2.

Рис. 1 — Мультивибратор на транзисторах с емкостной связью коллектор-база

Мультивибратор, в котором транзисторы идентичны, а параметры симметричных элементов совпадают, называется симметричным. Обе части периода его колебаний равны и скважность равна 2. Если кто забыл, что такое скважность, напомню: скважность — это отношение периода повторения к длительности импульса Q = Т а / т и .Обратная величина рабочего цикла называется рабочим циклом. Значит, если есть отличия в параметрах, то мультивибратор будет несимметричным.

Мультивибратор в автоколебательном режиме имеет два состояния квазиравновесия, когда один из транзисторов находится в режиме насыщения, другой — в режиме отсечки, и наоборот. Эти условия нестабильны. Переход схемы из одного состояния в другое происходит лавинообразно из-за глубокого PIC.

Рис.2 — Графики, поясняющие работу симметричного мультивибратора

Предположим, при включении питания транзистор VT1 открыт и насыщается током, проходящим через резистор R3. Напряжение на его коллекторе минимальное. Кондер С1 разряжен. Транзистор VT2 закрыт, конденсатор С2 заряжается. Напряжение на проводе C1 стремится к нулю, а потенциал на базе транзистора VT2 постепенно становится положительным, и VT2 начинает открываться. Напряжение на его коллекторе падает и конденсатор С2 начинает разряжаться, транзистор VT1 закрывается.Затем процесс повторяется до бесконечности.

Параметры схемы должны быть следующими: R1 = R4, R2 = R3, C1 = C2. Длительность импульсов определяется по формуле:

Период импульсов определяется:

Ну а для определения частоты нужно на эту хрень блок разделить (см. Чуть выше).

Выходные импульсы снимаются с коллектора одного из транзисторов, и с какого не важно. Другими словами, у схемы два выхода.

Улучшение формы выходных импульсов мультивибратора, снимаемых с коллектора транзистора, может быть достигнуто включением развязывающих (отключающих) диодов в цепи коллектора, как показано на рисунке 3. Дополнительные резисторы R d1 и R d2 подключены через эти диоды параллельно нагрузкам коллектора.

Рис. 3 — Мультивибратор с улучшенной формой выходного импульса

В этой схеме, после закрытия одного из транзисторов и понижения потенциала коллектора, диод, подключенный к его коллектору, также замыкается, отключая кондер от цепи коллектора.Конденсатор заряжается через дополнительный резистор R d, а не через резистор в цепи коллектора, и потенциал коллектора запирающего транзистора почти скачком становится равным E k. Максимальная длительность фронтов импульсов в коллекторных цепях в основном определяется частотными свойствами транзисторов.

Данная схема позволяет получать импульсы практически прямоугольной формы, но ее недостатками являются меньшая максимальная скважность и невозможность плавной регулировки периода колебаний.

На рисунке 4 показана схема высокоскоростного мультивибратора, обеспечивающего высокочастотные автоколебания.

Рис. 4 — Быстрый мультивибратор

В этой схеме резисторы R2, R4 подключены параллельно к конденсаторам C1 и C2, а резисторы R1, R3, R4, R6 образуют делители напряжения, которые стабилизируют потенциал базы открытого транзистора (с током делителя больше, чем ток базы). При переключении мультивибратора ток базы насыщенного транзистора изменяется более резко, чем в ранее рассмотренных схемах, что сокращает время поглощения зарядов в базе и ускоряет выход транзистора из состояния насыщения.

Мультивибратор ожидания

Мультивибратор, работающий в автоколебательном режиме и не имеющий устойчивого состояния равновесия, может быть превращен в мультивибратор с одним устойчивым положением и одним неустойчивым положением. Такие схемы называются резервными мультивибраторами или одиночными вибраторами, одноимпульсными мультивибраторами, релаксационными реле или kipp-реле. Переход схемы из стабильного состояния в нестабильное происходит под действием внешнего запускающего импульса. Схема находится какое-то время в нестабильном положении, в зависимости от ее параметров, а затем автоматически внезапно возвращается в исходное стабильное состояние.

Для перехода в дежурный режим в мультивибраторе, схема которого показана на рис. 1, нужно выкинуть пару деталей и заменить их, как показано на рис. 5.

Рис. 5 — Мультивибратор ожидания

В начальном установившемся состоянии транзистор VT1 закрыт. Когда на вход схемы поступает положительный пусковой импульс достаточной амплитуды, через транзистор начинает течь коллекторный ток. Изменение напряжения на коллекторе транзистора VT1 передается через конденсатор С2 на базу транзистора VT2.Благодаря ПОС (через резак R4) нарастает лавинообразный процесс, приводящий к закрытию транзистора VT2 и открытию транзистора VT1. Схема находится в этом состоянии неустойчивого равновесия до тех пор, пока конденсатор C2 не разрядится через резистор R2 и проводящий транзистор VT1. После разряда конденсатора транзистор VT2 открывается, а VT1 закрывается и схема возвращается в исходное состояние.

Блокирующий генератор представляет собой одноступенчатый релаксационный импульсный генератор переходных процессов с сильной индуктивной положительной обратной связью от импульсного трансформатора.Импульсы, генерируемые блокирующим генератором, имеют большую крутизну передней кромки и отсечки и имеют форму, близкую к прямоугольной. Длительность импульсов может составлять от нескольких десятков нс до нескольких сотен мкс. Обычно блокирующий генератор работает с высокой скважностью, т. Е. Длительность импульса намного меньше периода повторения импульсов. Рабочий цикл может составлять от нескольких сотен до десятков тысяч. Транзистор, на котором собран блокирующий генератор, открывается только на время генерации импульса, а в остальное время закрывается.Следовательно, при большом рабочем цикле время, в течение которого транзистор открыт, намного меньше времени, в течение которого он закрыт. Тепловой режим транзистора зависит от средней мощности, рассеиваемой на коллекторе. Из-за большого рабочего цикла в блокирующем генераторе очень высокая мощность может быть получена во время импульсов малой и средней мощности.

При большой скважности генератор блокировки работает очень экономично, так как транзистор потребляет энергию от источника питания только за короткое время формирования импульса.Блокирующий генератор, как и мультивибратор, может работать в автоколебательном, дежурном и синхронизирующем режимах.

Автоколебательный режим

Блочные генераторы могут быть собраны на транзисторах, подключенных по схеме ОЕ или по схеме ОВ. Схема с ОЭ используется чаще, так как позволяет получить лучшую форму генерируемых импульсов (меньшее время нарастания), хотя схема с ОВ более устойчива по отношению к изменению параметров транзистора.

Схема блокирующего генератора представлена ​​на рис. 1.

Рис. 1 — Блокирующий генератор

Генератор блокировки можно разделить на две ступени. На первом этапе, который занимает большую часть периода колебаний, транзистор закрыт, а на втором — транзистор открыт и формируется импульс. Закрытое состояние транзистора на первом этапе поддерживается напряжением на проводе C1, заряженным током базы во время генерации предыдущего импульса.На первом этапе конденсатор медленно разряжается через большое сопротивление резистора R1, создавая на базе транзистора VT1 потенциал, близкий к нулю, и он остается закрытым.

Когда напряжение на базе достигает порога открытия транзистора, он открывается и ток начинает течь через коллекторную обмотку I трансформатора T. В этом случае в обмотке базы II индуцируется напряжение, полярность которого должен быть таким, чтобы он создавал положительный потенциал у основания.Если обмотки I и II включены неправильно, то блокирующий генератор не сработает. Это означает, что концы одной из обмоток, независимо от того, какая из них, должны быть перевернуты.

Положительное напряжение, генерируемое в обмотке базы, приведет к дальнейшему увеличению тока коллектора и, таким образом, к дальнейшему увеличению положительного напряжения на базе и т. Д. Лавиноподобный процесс увеличения тока коллектора и напряжения на базе развивается. С увеличением тока коллектора происходит резкое падение напряжения коллектора.

Лавиноподобный процесс открытия транзистора, называемый процессом прямой блокировки, происходит очень быстро, и поэтому во время его протекания напряжение на проводнике С1 и энергия магнитного поля в сердечнике практически не изменяются. При этом формируется импульсный фронт. Процесс заканчивается переходом транзистора в режим насыщения, при котором транзистор теряет свои усилительные свойства, и в результате положительная обратная связь нарушается. Начинается этап формирования вершины импульса, во время которого неосновные носители, накопленные в базе, поглощаются, а конденсатор С1 заряжается током базы.

Когда напряжение на базе постепенно приближается к нулевому потенциалу, транзистор выходит из режима насыщения, а затем его усилительные свойства восстанавливаются. Уменьшение тока базы вызывает уменьшение тока коллектора. В этом случае в обмотке базы индуцируется отрицательное по отношению к базе напряжение напряжение, что вызывает еще большее уменьшение тока коллектора и т. Д. В результате образуется лавинообразный процесс, называемый процессом обратной блокировки. из которых транзистор закрывается.Во время этого процесса формируется импульсный срез.

Для ограничения обратного выброса включается «демпферный» диод VD1. Во время основного процесса диод закрыт и не влияет на работу блокирующего генератора. Диод VD1 включен параллельно коллекторной обмотке трансформатора.

После всех этих процессов схема возвращается в исходное состояние. Это будет промежуток между импульсами. Процесс так сказать тишины заключается в медленном разряде конденсатора С1 через резистор R1.В то же время напряжение на безе медленно растет, пока не достигнет порога открытия транзистора, и процесс повторяется.

Период следования импульсов можно приблизительно определить по формуле:

T и ≈ (3 ÷ 5) R1C1

Режим ожидания

По аналогии с мультивибратором этот режим для блокирующего генератора отличается тем, что схема генерирует импульсы только при поступлении на его вход запускающих импульсов произвольной формы.Для получения ожидающего повторения в блокирующий генератор необходимо включить блокирующее напряжение (рис. 2).

Рис. 2 — Блокирующий генератор в дежурном режиме

В исходном состоянии транзистор закрыт с отрицательным смещением на базе (-E b), и процесс прямой блокировки начинается только после того, как положительный импульс достаточной амплитуды приложен к базе транзистора. Формирование импульсов осуществляется так же, как и в автоколебательном режиме. Разряд кондера C после окончания импульса происходит до напряжения -E b.Затем транзистор остается закрытым до прихода следующего триггерного импульса. Форма и длительность импульсов, генерируемых блокирующим генератором, зависят от параметров схемы.

Для нормальной работы ожидающего генератора блокировки необходимо выполнение неравенства:

T z ≥ (5 ÷ 10) R1C1

где T s — период следования запускающих импульсов.

Для исключения влияния пусковых цепей на работу ожидающего блокирующего генератора включается разделительный диод VD2, который замыкается после открытия транзистора, в результате чего происходит обмен данными между блокирующим генератором и пусковой цепью. прекращено.Иногда в схему триггера включают дополнительный каскад развязки (эмиттерный повторитель).

Двигатели постоянного тока: принцип работы, пуск, регулировка оборотов, искусственные характеристики.

Различают статический и динамический режимы работы двигателей. В статическом режиме ω = const; I I = const; U ДВ = const и описывается так называемыми механическими характеристиками

В статическом режиме двигатель с независимым возбуждением описывается следующими уравнениями системы:

, где первое уравнение — это уравнение якорной цепи, второе и третье —

Из первых четырех уравнений

Поскольку используемые системы автоматического управления двигателями являются управляемыми, существует два типа управления двигателями постоянного тока — управление якорем и управление полюсами.

При управлении якорем напряжение, подаваемое в цепь якоря, изменяется без изменения возбуждения. При полюсном управлении, наоборот, поле возбуждения изменяется за счет изменения тока в обмотках основных полюсов i B.Комбинированное управление также используется для расширения диапазона управления.

При полюсном управлении Ф B = const, следовательно, уравнение механических характеристик согласно

Графически эта характеристика при фиксированном напряжении на двигателе представляет собой прямую линию, пересекающую оси координат в точках ω 0 и M K.Z. (см.

Рис. 5-6а. Статическая характеристика DPT.

Электромашина работает в двигательном режиме при 0 М К.З. двигатель вращается в обратном направлении под действием внешнего крутящего момента — машина работает в режиме торможения (антикоммутационный режим), при ω> ω 0 машина работает в генераторном режиме для сети с напряжением U H

Рис. 5-6б. Статическая характеристика DPT.

Механические характеристики при различных напряжениях питания двигателя похожи на семейство прямых линий, показанных в

, откуда видно, что падение скорости под нагрузкой двигателя зависит исключительно от сопротивления цепи якоря R I.

Кроме механических, есть регулировочные характеристики. Для управления якорем это зависимость скорости от напряжения питания U DV. Вид этих характеристик показан в

Управляющая характеристика для управления полюсом может быть получена из

Рис. 5-6с. Статическая характеристика DPT.

Форма этих характеристик при различных нагрузках показана в

Рис. 5-6г. Статическая характеристика DPT.

Для холостого хода, когда M = 0, эта характеристика имеет вид гиперболы

Двигатель постоянного тока как динамическая система описывается следующими уравнениями в операторной форме:

На основе этих уравнений блок-схему двигателя можно построить как динамическую систему (

Рис. 5-7а. Блок-схема DPT.

Из структурной схемы получаем передаточные функции двигателя:

Используя формулу Хевисайда, передаточные функции могут использоваться для построения переходных процессов, например, при запуске двигателя, как показано в

Рис. 5-7б. Переходный процесс при запуске DPT.

При T M »T I, как это обычно бывает, получаем выражения для тока и скорости на старте:

Для анализа динамики двигателя постоянного тока с управлением полюсами используются уравнения, аналогичные уравнениям

Рис. 5-8б. Переходный процесс при запуске двигателя постоянного тока с управлением полюсами.

Запуск двигателей постоянного тока

В начальный момент пуска якорь двигателя неподвижен, противо-ЭДС равна нулю (E = 0). Когда двигатель напрямую подключен к сети, в обмотке якоря будет протекать чрезмерно большой ток I pus = U / R i. Поэтому прямое подключение к сети допускается только для двигателя очень малой мощности, для которого величина падения напряжения на якоре относительно велика, а изменения тока не такие большие.

В машинах постоянного тока большой мощности падение напряжения в обмотке якоря при полной нагрузке составляет несколько процентов от номинального напряжения, т. Е.

IR i = (0,02-0,01) U. Следовательно, пусковой ток в случае подключения двигателя к сети с номинальным напряжением во много раз выше номинального.

При запуске для ограничения пускового тока используйте реостаты, включенные последовательно с якорем двигателя.

Пусковые реостаты — это сопротивления проводов, рассчитанные на кратковременную работу и выполняемые пошагово, что позволяет изменять ток в якоре двигателя во время его пуска.

Схема двигателя с параллельным возбуждением и пусковым реостатом показана на рис. 24.

Пусковой реостат этого двигателя имеет три фиксатора, обозначаемые буквами L, Y, Sh. L-образный зажим подключается к реостату двигателя и подключается к одному из полюсов переключателя (к линии). Зажим I подключается к сопротивлению реостата и подключается к зажиму якоря. Зажим Ш подключается к металлической шине, установленной на реостате (шунте). Электродвигатель реостата скользит по шине, так что между ними существует постоянный контакт.Обмотка возбуждения подключена к выводу Ш через регулировочный резистор Rр. Остальные зажимы якоря и обмотки возбуждения соединяются перемычкой и подключаются к другому полюсу переключателя, который подключает двигатель к сети. При запуске переключатель включается, и двигатель реостата переключается на контакт 1, так что полное сопротивление реостата PR подключается последовательно с якорем, который выбирается таким образом, чтобы более высокий ток во время запуска I max делал не превышать номинальный ток более чем на 1.7¸ 2,5 раза, т.е.R n = (U / I max) -R i. При включении двигателя в сеть через обмотку возбуждения также проходит ток, который возбуждает магнитный поток. В результате взаимодействия тока в якоре с полюсами магнитного поля создается пусковой момент. Если пусковой момент больше, чем тормозной момент на валу двигателя (M start> M t), то якорь машины начнет вращаться.

Когда ток в якоре уменьшится до небольшого значения I min, двигатель пускового реостата перейдет на контакт 2, при этом сопротивление реостата уменьшится на одну ступень.Ток в якоре снова увеличится до значения I max, а с увеличением тока в якоре крутящий момент увеличится, в результате чего частота вращения ротора снова увеличится. При переключении ползунка реостата сопротивление пускового реостата постепенно (ступенчато) уменьшается до его полного снятия (ползунок реостата на выводе 5), а в рабочем режиме ток и скорость якоря принимают установившиеся значения.

При отключении двигателя от сети металлическую шину пускового реостата необходимо подключить к клемме 1.Это необходимо для того, чтобы не произошло обрыва цепи обмотки возбуждения, имеющей значительную индуктивность. Кроме того, двигатель пускового реостата переводится на контакт 0 холостого хода, и переключатель выключается.

Регулировка скорости двигателей постоянного тока

В двигателях постоянного тока можно плавно и экономично регулировать скорость в широком диапазоне. Это делает их очень ценным свойством, они широко распространены и часто незаменимы. Частота вращения якоря двигателя для любой схемы возбуждения определяется следующим выражением:

где Rc — сопротивление обмотки последовательного возбуждения (для двигателя с параллельным возбуждением Rc = 0).Это выражение показывает, что частота вращения двигателя зависит от сетевого напряжения, сопротивления цепи якоря и магнитного потока.

Частота вращения регулируется изменением сетевого напряжения в том случае, когда источником электрической энергии двигателя является любой генератор.

Для регулирования оборотов двигателя изменением сопротивления цепи якоря используется регулирующий реостат, включенный последовательно с якорем. В отличие от реостата управления пуском, он должен быть рассчитан на длительное протекание тока.Происходит большая потеря энергии в сопротивлении регулирующего реостата, в результате чего КПД двигателя резко снижается.

Частота вращения якоря двигателя также регулируется изменением магнитного потока, который зависит от тока в обмотке возбуждения. В двигателях параллельного и смешанного возбуждения включается регулирующий реостат, а в двигателях последовательного возбуждения для этого шунтируется обмотка возбуждения некоторым регулируемым сопротивлением.Такой способ регулирования частоты практически не создает дополнительных потерь и экономичен.

Автоматическое управление двигателями постоянного тока

Типовая схема автоматического запуска двигателя в зависимости от времени в два этапа представлена ​​на рис. 25.

Для автоматического пуска используются два электромагнитных реле времени КТ1 и КТ2, контакты которых срабатывают с выдержкой времени на замыкание. После подачи напряжения на цепь управления (перед запуском двигателя) реле КТ1 получает питание и, втягиваясь, размыкает свой контакт, тем самым предотвращая немедленное включение контакторов ускорения КМ2 и КМ3.После включения контактора КМ1 двигатель работает по искусственной характеристике 1 (см. Рисунок 26). При этом нормально замкнутый контакт в цепи катушки реле времени КТ1 размыкается, а нормально разомкнутый контакт замыкается в цепи контакторов КМ2 и КМ3. После выдержки времени, достаточной для разгона двигателя по искусственной характеристике 1, реле времени КТ1 замыкает свой контакт в цепи контакторов КМ2 и КМ3. Включается контактор КМ2 (сопротивление R2 выбрасывается из главной цепи) и двигатель переключается на искусственную характеристику 2.Когда контакт KM2 замкнут, катушка реле времени KT2 теряет свое питание и после задержки, достаточной для разгона двигателя в соответствии с искусственной характеристикой 2, замыкает свой контакт в цепи катушки KM3 … Контакт KM3 замыкается (сопротивление R2 составляет выбрасывается из главной цепи), и двигатель переключается на естественную характеристику 3.

3

Мультивибратор, схема которого показана на рисунке 1, представляет собой каскадное соединение транзисторных усилителей, где выход первого каскада подключен к входу второго через цепь, содержащую конденсатор, а выход второго каскада подключен к вход первого — через цепь, содержащую конденсатор.Усилители-мультивибраторы — это транзисторные переключатели, которые могут находиться в двух состояниях. Схема мультивибратора на рисунке 1 отличается от схемы запуска, описанной в статье «Триггер на электронных транзисторных переключателях». То, что имеет в цепях реактивные элементы обратной связи, поэтому схема может генерировать несинусоидальные колебания. Сопротивления резисторов R1 и R4 можно найти из соотношений 1 и 2:

, где I KBO = 0,5 мкА — максимальный обратный ток коллекторного транзистора kt315a,

Iкmax = 0.1А — максимальный ток коллектора транзистора кт315а, Uп = 3В — напряжение питания. Выберем R1 = R4 = 100 Ом. Конденсаторы С1 и С2 подбираются в зависимости от необходимой частоты колебаний мультивибратора.

Рисунок 1 — Мультивибратор на транзисторах KT315A

Вы можете снять напряжение между точками 2 и 3 или между точками 2 и 1. На графиках ниже показано, как примерно изменится напряжение между точками 2 и 3 и между точками 2 и 1.

T — период колебаний, t1 — постоянная времени левого плеча мультивибратора, t2 — постоянная времени правого плеча мультивибратора, может быть рассчитана по формулам:

Вы можете установить частоту и рабочий цикл импульсов, генерируемых мультивибратором за счет изменения сопротивления подстроечных резисторов R2 и R3.Вы также можете заменить конденсаторы C1 и C2 переменными (или подстройкой) и, изменив их емкость, чтобы установить частоту и рабочий цикл импульсов, генерируемых мультивибратором, этот метод даже более предпочтителен, поэтому, если есть подстройка (или лучше переменная) конденсаторы, то лучше их использовать, а на месте переменные резисторы R2 и R3 постоянные. На фото ниже собранный мультивибратор:

Для того, чтобы убедиться, что собранный мультивибратор работает, к нему был подключен пьезодинамик (между точками 2 и 3).После подачи питания на схему пьезодинамический динамик начал трескаться. Изменения сопротивления подстроечных резисторов приводили либо к увеличению частоты звука, издаваемого пьезодинамическим динамиком, либо к ее уменьшению, либо к тому, что мультивибратор перестал генерировать.
Программа для расчета частоты, постоянных периода и времени, скважности импульсов, снятых с мультивибратора:

Другие мультивибраторы:

Здравствуйте дорогие друзья и все читатели моего блога. Сегодняшний пост будет о простом, но интересном устройстве. Сегодня мы рассмотрим, изучим и соберем светодиодную мигалку, в основе которой лежит простой генератор. прямоугольные импульсы — мультивибратор.

Когда я захожу в свой блог, мне всегда хочется сделать что-то подобное, что-то, что сделает его незабываемым.Итак, представляю вашему вниманию новую «секретную страницу» в блоге.

Отныне эта страница носит название — «Это интересно».

Вы можете спросить: «А как его найти?» Все очень просто!

Возможно, вы заметили, что в блоге появился отрывистый уголок со словами «Поторопитесь сюда».

И стоит только подвести курсор мыши к этой надписи, как уголок начинает еще больше отслаиваться, открывая надпись — ссылку «Это интересно».

Это ведет на секретную страницу, где вас ждет небольшой, но приятный сюрприз — подарок, который я приготовил. Более того, в будущем на этой странице будут размещены полезные материалы, радиолюбительский софт и все остальное — пока не придумали. Итак, периодически заглядываю за угол — вдруг я там что-то спрятала.

Ладно, немного отвлекся, теперь продолжим …

В общем, существует множество схем мультивибратора, но наиболее популярной и обсуждаемой является схема нестабильного симметричного мультивибратора.Так ее обычно изображают.

Например, я припаял этот мультивибратор-прошивальщик около года назад из подручных деталей и, как видите, он мигает. Мигает, несмотря на неуклюжее прототипирование на макетной плате.

Схема рабочая и неприхотливая. Вам просто нужно решить, как это работает?

Если собрать эту схему на макетной плате и измерить мультиметром напряжение между эмиттером и коллектором, то что мы увидим? Мы увидим, что напряжение на транзисторе повышается почти до напряжения источника питания, а затем падает до нуля.Это говорит о том, что транзисторы в этой схеме работают в ключевом режиме … Обратите внимание, когда один транзистор открыт, другой обязательно закрыт.

Переключение транзисторов происходит следующим образом.

Когда один транзистор открыт, скажем VT1, конденсатор C1 разряжается. Конденсатор С2 — наоборот спокойно заряжается током базы через R4.

Конденсатор С1 в процессе разряда держит базу транзистора VT2 под отрицательным напряжением — он его запирает. Дальнейшая разрядка приводит конденсатор С1 к нулю, а затем заряжает его в обратном направлении.

Теперь напряжение на базе VT2 увеличивается, размыкая его. Теперь конденсатор C2 после заряда разряжается. Транзистор VT1 оказывается заблокированным отрицательным напряжением на базе.

И весь этот свист продолжается без перерыва, пока вы не отключите питание.

Сделав однажды на макетной плате мигалку-мультивибратор, захотелось ее немного доработать — сделать нормальную печатную плату мультивибратора и заодно сделать косынку для светодиодной индикации.Я разработал их в программе Eagle CAD, которая не намного сложнее Sprintlayout, но жестко привязана к схеме.

Печатная плата мультивибратора слева. Электрическая схема справа.

Печатная плата. Электрическая схема.

Чертежи печатной платы на лазерном принтере Распечатал на фотобумаге. Затем, в полном согласии с народом, он вытравил платки. В итоге после спайки деталей у нас появились вот такие косынки.

Честно говоря после полной установки и подключения блока питания возникла небольшая ошибка. Знак плюс, набранный на светодиодах, не мигал. Горело просто и ровно, как будто мультивибратора не было вообще.

Пришлось изрядно понервничать. Замена четырехконечного индикатора на два светодиода исправила ситуацию, но стоило вернуть все на место — поворотник не мигал.

Оказалось, что два светодиодных плеча соединены перемычкой, видимо, когда лужил косынку, переборщил с припоем.В результате светодиодные «плечи» горели не на выемке, а синхронно. Ну ничего, несколько движений паяльником поправили ситуацию.

Я запечатлел на видео результат произошедшего:

На мой взгляд получилось неплохо. Кстати ссылки на схемы и платы оставляю — пользуйтесь на здоровье.

Плата и схема мультивибратора.

Плата и схема индикатора «Плюс».

В целом применение мультивибраторов разнообразно.Они подходят не только для простых светодиодных мигалок. Поигравшись со номиналами резисторов и конденсаторов, можно выводить аудиосигналы на динамик. Везде, где может понадобиться простой генератор импульсов, мультивибратор обязательно подойдет.

Похоже, я рассказал все, что планировал. Если что-то упустил, напишите в комментариях — что нужно, добавлю, а что не нужно — поправлю. Всегда рада комментариям!

Я пишу новые статьи спонтанно, а не по расписанию, поэтому предлагаю подписаться на обновления по RSS или по электронной почте.Затем новые статьи будут отправляться прямо на ваш почтовый ящик или прямо в программу чтения RSS.

Это все для меня. Желаю всем успехов и хорошего весеннего настроения!

С уважением, Владимир Васильев.

Также, дорогие друзья, вы можете подписаться на обновления сайта и получать новые материалы и подарки прямо на свой почтовый ящик. Для этого достаточно заполнить форму ниже.

Мультивибратор.

Первая схема — простейший мультивибратор. Несмотря на простоту, сфера его применения очень широка.Ни одно электронное устройство без него не обходится.

На первом рисунке показана его принципиальная схема.

светодиода используются в качестве нагрузки. Когда мультивибратор работает, светодиоды переключаются.

Для сборки требуется минимум деталей:

Резисторы на 1. 500 Ом — 2 шт.

2. Резисторы 10 кОм — 2 шт.

3. Конденсатор электролитический 47 мкФ 16 В — 2 шт.

4. Транзистор КТ972А — 2 штуки

5. Светодиод — 2 штуки

Транзисторы КТ972А — составные транзисторы, то есть в их корпусе два транзистора, и он имеет высокую чувствительность и выдерживает значительный ток без радиатора.

Купив все детали, вооружитесь паяльником и приступайте к сборке. Для проведения экспериментов не стоит делать печатную плату, можно собрать все поверхностный монтаж … Припаивать как показано на картинках.

И пусть ваша фантазия подскажет, как пользоваться собранным устройством! Например, вместо светодиодов можно поставить реле, и этим реле можно переключать более мощную нагрузку … Если вы измените номиналы резисторов или конденсаторов, частота переключения изменится.Изменяя частоту, можно добиться очень интересных эффектов, от писка в динамике до многосекундной паузы.

Фотореле.

А это схема простого фотореле. Это устройство можно успешно использовать где угодно, для автоматического освещения лотка DVD, для включения света или для сигнализации против проникновения в темный шкаф. Предлагаются два варианта схемы. В одном варианте схема активируется светом, а в другом — его отсутствием.

Это работает так: , когда свет от светодиода попадает на фотодиод, транзистор открывается и светодиод-2 загорается. Подстроечный резистор регулирует чувствительность устройства. В качестве фотодиода можно использовать фотодиод от старой шариковой мышки. LED — любой инфракрасный светодиод. Использование инфракрасного фотодиода и светодиода позволит избежать помех от видимого света. В качестве светодиода-2 подойдет любой светодиод или цепочка из нескольких светодиодов. Также можно использовать лампу накаливания.А если вместо светодиода установить электромагнитное реле, то можно будет управлять мощными лампами накаливания или какими-то механизмами.

На рисунках показаны обе схемы, распиновка (расположение ножек) транзистора и светодиода, а также схема подключения.

При отсутствии фотодиода можно взять старый транзистор MP39 или MP42 и отрезать его корпус напротив коллектора, как это:

Вместо фотодиода в схему нужно будет включить pn переход транзистор.Какой из них подойдет лучше всего — предстоит определить экспериментально.

Усилитель мощности на микросхеме TDA1558Q.

Этот усилитель имеет выходную мощность 2 х 22 Вт и достаточно прост, чтобы его повторили начинающие радиолюбители. Такая схема вам пригодится для самодельных колонок, или для самодельного музыкального центра, который можно сделать из старого MP3-плеера.

Для его сборки понадобится всего пять деталей:

1. Микросхема — TDA1558Q

2.Конденсатор 0,22 мкФ

3. Конденсатор 0,33 мкФ — 2 штуки

4. Конденсатор электролитический 6800 мкФ на 16 вольт

Микросхема имеет достаточно высокую выходную мощность и для ее охлаждения необходим радиатор. Можно использовать радиатор от процессора.

Вся сборка может быть выполнена путем поверхностного монтажа без использования печатной платы. Для начала нужно вынуть из микросхемы пины 4, 9 и 15. Они не используются. Подсчет выводов идет слева направо, если вы держите его выводами к себе и разметкой вверх.Затем аккуратно распрямите провода. Далее загибаем кверху пины 5, 13 и 14, все эти пины подключаем к плюсу питания. Следующим шагом загните вниз контакты 3, 7 и 11 — это минус питания, или «земля». После этих манипуляций прикрутите микросхему к радиатору с помощью теплопроводной пасты. На фотографиях монтаж под разными углами, но я все равно объясню. Пины 1 и 2 спаяны между собой — это вход правого канала, к ним нужно припаять конденсатор 0,33 мкФ.То же самое нужно сделать с контактами 16 и 17. Общий провод для входа минус питания или «земля».

Генератор импульсов

Устройство, вырабатывающее через регулярные промежутки времени электрический разряд, который можно при необходимости модифицировать, как в электронном кардиостимуляторе.

Импульс отличается от прямоугольной волны тем, что не требует ни базовой линии, ни симметрии влево-вправо. Генератор импульсов состоит из трех частей, называемых генератором прямоугольных импульсов (т.е.е. стабильный мультивибратор). Моностабильный мультивибратор (т.е. однократный) и аттенюатор.

Рисунок 1 показывает блок-схему для включения генератора импульсов. Моностабильный мультивибратор, т.е. один выстрел следует за прямоугольным генератором. Частота следования импульсов задается частотой меандра. Один выстрел запускается по переднему фронту прямоугольной волны и генерирует выходной импульс для каждого входного цикла. Длительность каждого выходного импульса устанавливается на время одного выстрела и может быть либо очень короткой, либо приближаться к периоду прямоугольной волны.

На рисунке показана схема генератора импульсов. Первая часть схемы состоит из стабильного мультивибратора операционного усилителя, который производит прямоугольную волну. Выход стабильного мультивибратора подается на вход моностабильного мультивибратора, т.е. запускает моностабильный. Диапазон частот может быть изменен с помощью любого конденсатора из конденсатора C ₁ , C ₂ и C ₃ , в то время как частота непрерывно изменяется с помощью резистора R ₁ . Моностабильный генерирует импульс желаемой ширины при срабатывании.Ширину импульса можно изменять с помощью переменного резистора R ₆ .

На выходе схемы в качестве аттенюатора используется инвертирующий операционный усилитель. Назначение этого аттенюатора — регулировать амплитуду выходного сигнала.