Blokkoló generátor - transzformátor pozitív visszacsatolású jelgenerátor , amely rövid távú (általában mikroszekundumok töredékeitől ezredmásodpercig terjedő) elektromos impulzusokat generál, amelyek az impulzus időtartamához képest nagy időközönként ismétlődnek, vagyis nagy a munkaciklusa .
Rádiótechnikában és impulzustechnikai eszközökben használják . Aktív elemként tranzisztort vagy elektroncsövet használnak .
A blokkoló oszcillátor egy relaxációs áramkör , amely egy erősítő elemet (például egy tranzisztort ) tartalmaz, amely kulcs üzemmódban működik, és egy transzformátort, amelyen keresztül pozitív visszacsatolás történik.
A blokkoló generátorok előnyei a viszonylagos egyszerűség, a terhelés galvanikus leválasztású transzformátoron keresztül történő csatlakoztatásának képessége, valamint a téglalap alakú impulzusokhoz hasonló erős impulzusok generálása.
A generátorok blokkolásának sokféle felhasználási esete között négy fő megkülönböztethető:
Ha impulzusformálóként használják, a blokkoló generátorok készenléti üzemmódban működnek . Legfontosabb jellemzőik: triggerelési érzékenység, a generált impulzusok időtartama és stabilitása, a műveletek maximális elérhető gyakorisága.
Ellentétes tekercsű (pozitív visszacsatolású) blokkoló generátoroknál a transzformátor alaptekercsének (vagy rácsos) tekercsének fordulatszámának legalább háromszor meg kell haladnia a kollektor (vagy anód) fordulatszámát.
Az áramkör a transzformátoron keresztüli pozitív visszacsatolásnak köszönhetően működik. A T zárás ideje alatt a kulcs zárva van, míg a T nyitvatartási idő alatt a kulcs nyitva van.
A kapcsoló (legyen az tranzisztor vagy vákuumcső) bekapcsolásakor a Vb tápfeszültség szinte teljes egésze a transzformátor primer tekercsére kerül. Ebben az esetben a tekercs induktivitása miatt a mágnesező áram I n \u003d V 1 × t / L, ahol t az időparaméter, megközelítőleg lineárisan növekszik.
Ez az I n mágnesező áram mintegy követni fogja az I 2 szekunder tekercs terhelésébe áramló indukált áramát (például a kulcs vezérlőbemenetére; a szekunder tekercs által indukált első tekercs árama = I 1 /N). Az elsődleges tekercs áramának változása a transzformátor tekercselésein áthaladó mágneses tér fluxusának változását okozza; ez a változó mágneses tér viszonylag állandó feszültséget indukál a szekunder tekercsben V 2 = N × V b . Egyes áramkörökben (a képeken látható módon) a V 2 szekunder tekercs feszültsége hozzáadódik a V b forrás bemeneti feszültséghez ; ebben az esetben annak a ténynek köszönhető, hogy a primer tekercs feszültségesése (míg a h gomb) megközelítőleg V b , V 2 = (N + 1) × V b . Vagy a kulcs a vezérlőfeszültségének vagy áramának egy részét közvetlenül a V b -ről kaphatja, a többi pedig az indukált V 2 -től . Ezért a kapcsoló vezérlőfeszültsége "fázisban" van abban az értelemben, hogy a kapcsolót zárva tartja, és ez (a kapcsolón keresztül) fenntartja a bemeneti primer feszültségesést.
Abban az esetben, ha az elsődleges tekercs vagy kulcs ellenállása kicsi, az I n mágnesező áram növekedése lineáris, és az első bekezdésben található képlet írja le. Ha a primer tekercs vagy a kapcsoló, vagy mindkettő ellenállása (R impedancia pl. primer tekercs ellenállása + emitter ellenállása, FET csatorna ellenállása), az L / R időállandó a mágnesező áramot emelkedő görbévé teszi. egyre csökkenő lejtő. Mindenesetre az I n mágnesező áram felülmúlja a primer tekercs (és kulcs) I 1 teljes áramát . Korlátozó nélkül örökké nőni fog.
Mindenesetre a primer tekercs mágnesező áramának (és így a mágneses fluxusnak) növekedési sebessége, vagy közvetlenül a mágneses fluxus növekedési sebessége a mágneses mag telítettsége esetén nullára csökken (vagy így ). Az első két esetben annak ellenére, hogy az áram továbbra is átfolyik a primer tekercsen, elér egy stabil értéket, amely megegyezik a Vb tápfeszültség osztva a primer tekercs áramkörének R impedanciájával. Korlátozott áram esetén a transzformátor mágneses fluxusa állandó lesz. Csak a változó mágneses fluxus indukál EMF-et a szekunder tekercsben, így az állandó mágneses fluxus miatt ez az EMF hiányzik a szekunder tekercsben. A szekunder tekercs feszültsége nullára csökken. Amikor a T nyitva van, a kulcs kinyílik.
A primer mágnesező áram most I impulzus, max. = V 1 ×T zárva /L. Ebben az I impulzus által generált mágnesező térben tárolódik az U = ½×L×I impulzus, max 2 energia , max . Most már nincs feszültség a primer tekercsben ( Vb ), a mágneses tér további növekedésének, vagy legalább a stabil állapotú mezőnek a kibírásához a kulcs kinyílik, ezáltal a primer tekercs feszültsége megszűnik. A mágneses tér (fluxus) elkezd összeomlani, és ez az összeomlás az energiát visszanyomja az áramkörbe, áramot és feszültséget hozva létre az elsődleges tekercs, a szekunder tekercs vagy mindkettő meneteiben. Az indukció a primer tekercsbe annak menetein keresztül történik, amelyeken a mágneses mező vonalai áthaladnak (amelyet az L primer tekercs induktivitása képvisel); a kompressziós mágneses fluxus feszültséget hoz létre a primeren, aminek következtében az áram vagy tovább folyik a primer áramkörből a (most nyitott) kapcsolóba, vagy a primer áramkör terhelésébe, például LED-be, zener-diódába stb. a másodlagosba fordulásain keresztül történik, amelyeken kölcsönös (összekapcsolt) mágneses erővonalak haladnak át; ez az indukció feszültséget okoz a szekunder kör menetein, és ha ez a feszültség nincs blokkolva (például egy dióda vagy a térhatású tranzisztor bázisának nagyon nagy ellenállása), a szekunder áram a a szekunder kör (csak ellenkező irányban). Mindenesetre, ha nincs, aki felveszi az áramot, akkor a kulcson lévő feszültség nagyon gyorsan felugrik. A primer áramkör terhelése nélkül, vagy nagyon alacsony szekunder áram esetén a feszültséget csak a tekercsek parazita kapacitása korlátozza (ún. turn-to-turn kapacitás), és ez tönkreteheti a kapcsolót. Amikor csak interturn kapacitás van az áramkörben és a legkisebb másodlagos terhelés, nagyon magas frekvenciájú hullámzás kezdődik, és ezek a "parazita hullámzások" az elektromágneses interferencia forrásai.
A szekunder feszültség most negatív a következőképpen. A csökkenő mágneses fluxus áramot indukál a primer tekercsben oly módon, hogy az a primer tekercsből az éppen nyitott kapcsolóba áramlik, ugyanabban az irányban, ahogyan a kapcsoló zárva volt. Ahhoz, hogy az áram a kulcshoz csatlakoztatott primer tekercs végéről folyhasson, a kulcs oldalán lévő feszültségnek pozitívnak kell lennie az ellenkező véghez képest, vagyis amelyre a V feszültségforrás oldaláról. b . De ez a primer feszültsége, polaritása ellentétes azzal, mint amikor a kapcsoló zárva volt: T záráskor a primer kapcsolóoldala megközelítőleg nulla volt, és ezért negatív a tápoldalhoz képest; most a T open időpontban pozitív lett V b tekintetében .
A transzformátor tekercseinek iránya miatt a szekunderen megjelenő feszültségnek most negatívnak kell lennie . A negatív alapfeszültség a kapcsolót (mint az NPN bipoláris tranzisztor vagy az N-csatornás FET) nyitva tartja , és ez addig folytatódik, amíg a csökkenő mágneses fluxus összes energiáját el nem nyeli (valami). Ha az abszorber egy primer tekercs áramkör, például egy V s feszültségű Zener dióda (vagy LED) , amely vissza van kötve a primer tekercs meneteihez, az áram alakja egy háromszög lesz T nyitott idővel , amelyet a képlet I p \u003d I impulzus, max - V s ×T nyitott / L p , ahol I impulzus, max az elsődleges tekercs árama a kulcs kinyitásának pillanatában. Ha a nyelő kondenzátor, akkor a feszültség és az áram egy szinuszos, és ha a nyelő egy kondenzátor ellenállással, akkor a feszültség és az áram csillapított szinuszos formában van.
Amikor az energia végleg elfogy, a vezérlő áramkör „kioldódik”. A kapcsolóban lévő vezérlőfeszültség (vagy áram) most már szabadon "folyhat" a vezérlőbemenetbe, és zárhatja a kapcsolót. Könnyebben belátható, ha a kondenzátor "átkapcsolja" a vezérlőfeszültséget vagy áramot; hullámzások továbbítják a vezérlőfeszültséget vagy áramot negatívról (kulcs nyitva) 0-ról pozitívra (kulcs zárva).