Generator de blocare - un generator de semnal cu reacție pozitivă a transformatorului , care generează impulsuri electrice pe termen scurt (de obicei de la fracțiuni de microsecunde la milisecunde) care se repetă la intervale mari în raport cu durata impulsului, adică având un ciclu de lucru mare .
Ele sunt utilizate în inginerie radio și în dispozitive de tehnologie de impuls . Un tranzistor sau un tub electronic este folosit ca element activ .
Un oscilator de blocare este un circuit de relaxare care conține un element de amplificare (de exemplu, un tranzistor ) care funcționează într-un mod cheie și un transformator prin care este furnizat feedback pozitiv.
Avantajele generatoarelor de blocare sunt simplitatea comparativă, capacitatea de a conecta sarcina printr-un transformator cu izolație galvanică , capacitatea de a genera impulsuri puternice apropiate de cele dreptunghiulare.
Printre varietatea de cazuri de utilizare pentru blocarea generatoarelor, se pot distinge patru principale:
Când sunt utilizate ca modele de impulsuri, generatoarele de blocare funcționează în modul de așteptare . Cele mai importante caracteristici ale acestora sunt: sensibilitatea la declanșare, durata impulsurilor generate și stabilitatea acestuia, frecvența maximă realizabilă a operațiilor.
La blocarea generatoarelor cu înfășurări opuse (feedback pozitiv), numărul de spire ale înfășurării de bază (sau grilă) a transformatorului trebuie să depășească numărul de spire ale colectorului (sau anodului) de cel puțin trei ori.
Circuitul funcționează datorită feedback-ului pozitiv prin transformator. În timpul T închis cheia este închisă, în timpul T deschis cheia este deschisă.
Când comutatorul (fie că este un tranzistor sau un tub de vid) este pornit, aproape toată tensiunea de alimentare Vb este aplicată înfășurării primare a transformatorului. În acest caz, datorită inductanței înfășurării, curentul de magnetizare I n \u003d V 1 × t / L, unde t este parametrul de timp, crește aproximativ liniar.
Acest curent de magnetizare I n va urma, parcă, curentul indus al înfășurării secundare I 2 care curge în sarcina sa (de exemplu, la intrarea de control a cheii; curentul primei înfășurări indus de înfășurarea secundară = I 1 /N). O modificare a curentului înfășurării primare determină o modificare a fluxului câmpului magnetic care trece prin înfășurările transformatorului; acest câmp magnetic variabil induce o tensiune relativ constantă în înfăşurarea secundară V 2 = N × V b . În unele circuite (așa cum se arată în imagini), tensiunea înfășurării secundare V 2 este adăugată la tensiunea de intrare a sursei V b ; în acest caz, datorită faptului că căderea de tensiune pe înfășurarea primară (în timp ce cheia h) este de aproximativ V b , V 2 = (N + 1) × V b . Sau cheia poate obține o parte din tensiunea sau curentul de control direct de la V b , iar restul va fi de la V2 indus . Prin urmare, tensiunea de control a comutatorului este un fel de „în fază” în sensul că ține întrerupătorul închis și aceasta (prin comutator) menține căderea de tensiune primară de intrare.
În cazul în care rezistența înfășurării primare sau a cheii este mică, creșterea curentului de magnetizare I n este liniară și este descrisă de formula din primul paragraf. Dacă rezistența înfășurării primare sau a comutatorului sau ambele (impedanța R, de exemplu, rezistența înfășurării primare + rezistența emițătorului, rezistența canalului FET), constanta de timp L / R face din curentul de magnetizare o curbă crescătoare cu o pantă în continuă scădere. În orice caz, curentul de magnetizare I n va depăși curentul total al înfășurării primare (și cheii) I 1 . Fără un limitator, va crește pentru totdeauna.
În orice caz, rata de creștere a curentului de magnetizare al înfășurării primare (și, prin urmare, a fluxului magnetic), sau direct rata de creștere a fluxului magnetic în caz de saturație a miezului magnetic, scade la zero (sau cam așa ceva). ). În primele două cazuri, chiar dacă curentul continuă să circule prin înfășurarea primară, acesta atinge o valoare stabilă egală cu tensiunea de alimentare V b împărțită la impedanța R a circuitului înfășurării primare. În acest caz de curent limitat, fluxul magnetic al transformatorului va fi constant. Numai fluxul magnetic în schimbare induce un EMF în înfășurarea secundară, astfel încât un flux magnetic constant va face ca acest EMF să fie absent în înfășurarea secundară. Tensiunea înfășurării secundare scade la zero. În momentul în care T este deschis , cheia se deschide.
Curentul de magnetizare primar este acum I puls, max. = V 1 ×T este închis /L. Energia U = ½×L×I puls, max 2 este stocată în acest câmp de magnetizare generat de I puls, max . Acum nu există tensiune a înfășurării primare ( Vb ), pentru a rezista la creșterea ulterioară a câmpului magnetic, sau chiar cel puțin a câmpului într-o stare stabilă, cheia se deschide, eliminând astfel tensiunea din înfășurarea primară. Câmpul magnetic (fluxul) începe să se prăbușească, iar acest colaps împinge energia înapoi în circuit, creând curent și tensiune în spirele înfășurării primare, secundare sau ambele. Inducția în înfășurarea primară va avea loc prin spirele sale, prin care trec liniile câmpului magnetic (reprezentată de inductanța înfășurării primare L); fluxul magnetic de comprimare creează o tensiune pe primar, determinând ca curentul fie să continue să curgă de la primar în comutatorul (acum deschis), fie să curgă în sarcina din circuitul primar, cum ar fi un LED, o diodă Zener etc. în secundar va avea loc prin viraje, prin care trec linii de câmp magnetic reciproce (conectate); această inducție face să apară o tensiune pe spirele secundarului, iar dacă această tensiune nu este blocată (de exemplu, de o diodă sau de o rezistență foarte mare a bazei tranzistorului cu efect de câmp), curentul secundar va curge în circuitul secundar (numai în sens invers). În orice caz, dacă nu există nimeni care să consume curent, tensiunea de pe cheie va sări foarte repede. Fără sarcină în circuitul primar, sau în cazul unui curent secundar foarte scăzut, tensiunea va fi limitată doar de capacitatea parazită a înfășurărilor (așa-numita capacitate turn-to-turn), iar aceasta poate distruge comutatorul. Atunci când în circuit există doar capacitatea interturn și cea mai mică sarcină secundară, încep ondulații de foarte înaltă frecvență, iar aceste „unduri parazitare” sunt o sursă de interferență electromagnetică.
Tensiunea secundară este acum negativă după cum urmează. Fluxul magnetic în scădere induce un curent în înfășurarea primară în așa fel încât acesta să curgă din înfășurarea primară în comutatorul tocmai deschis, în aceeași direcție în care a circulat în timp ce comutatorul era închis. Pentru ca curentul să circule de la capătul înfășurării primare conectate la cheie, tensiunea de pe partea cheii trebuie să fie pozitivă față de capătul opus, adică către care din partea sursei de tensiune V b . Dar aceasta este tensiunea primarului, opusă ca polaritate față de ceea ce era în timp ce comutatorul era închis: în momentul în care T s -a închis , partea comutatorului primarului era aproximativ zero și, prin urmare, negativă față de partea de alimentare; acum la momentul T deschis a devenit pozitiv în raport cu V b .
Datorită direcției înfășurărilor transformatorului, tensiunea care apare pe secundar trebuie acum să fie negativă . Tensiunea de bază negativă va menține întrerupătorul (cum ar fi tranzistorul bipolar NPN sau FET cu canal N) deschis și aceasta va continua până când toată energia fluxului magnetic în scădere va fi absorbită (de ceva). Când absorbantul este un circuit de înfășurare primară, de exemplu, o diodă Zener (sau LED) cu o tensiune V s , conectată înapoi la spirele înfășurării primare, forma curentului va fi un triunghi cu timpul T deschis , calculat de către formula I p \u003d I puls, max - V s ×T deschis / L p , unde I puls, max este curentul înfășurării primare în momentul deschiderii cheii. Dacă chiuveta este un condensator, tensiunea și curentul sunt o sinusoidă, iar dacă chiuveta este un condensator cu o rezistență, tensiunea și curentul sunt sub forma unei sinusoide amortizate.
Când energia este în sfârșit consumată, circuitul de control va deveni „deblocat”. Tensiunea de control (sau curentul) din comutator este acum liberă să „curgă” în intrarea de control și să închidă comutatorul. Este mai ușor de văzut când condensatorul „comuta” tensiunea sau curentul de comandă; ondulațiile transferă tensiunea sau curentul de control de la negativ (cheie deschisă) la 0 la pozitiv (cheie închisă).