4.14 Блокинг–генератор в автоколебательном режиме

Схема БГ в автоколебательном режиме представлена на рисунке 4.38.

Рисунок 4.38 — Схема БГ в автоколебательном режиме

Она почти та же что и на рисунке 4.31 для ждущего режима, но исключена цепь запуска, добавлен конденсатор С и иначе включен базовый резистор R_б. В момент включения напряжения питания –E₀ образуется первый ток I₁ по цепи . Конденсатор С начинает заряжаться по экспоненте, напряжение на нем возрастает, следовательно, начинает протекать токI₂ по цепи: , который приоткрываетVT, поэтому появляется третий ток по цепи: . Этот ток плюсом напряжения (плюсом земли) приложен к звездочкеW₁, трансформируется плюсом на звездочку W₂, следовательно минусом W₂ (противоположным выводом W₂) приложен к базе VT, еще в большей степени способствуя открыванию VT, образуется ПОС, процесс протекает скачком и теперь уже основная часть базового тока I₂ протекает по цепи:

(плюс напряжения)транзистора.

Если вначале конденсатор С заряжался током I₁ с образованием полярности +С снизу … –С сверху на рисунке 4.38, то теперь ток I₂ перезаряжает конденсатор С полярностью +С сверху… –С снизу. Процесс перезаряда происходит быстро, т.к. постоянная времени цепи, состоящей из перехода ЭБ VT, обмотки W₂ и конденсатора С невелика, также действует ПОС, к концу перезаряда конденсатор С принимает уровень напряжения вторичной обмотки W₂ трансформатора Т_р (этот уровень легко определить, зная коэффициент трансформации), ток перезаряда конденсатора С становится нулевым, транзистор закрывается, как показано на рисунке 4.39.

Рисунок 4.39 — Импульсы в схеме автоколебательного БГ

Начинается временной интервал паузы t_паузы, в течение которого конденсатор С вновь перезаряжается от + – справа на рисунке 4.38, до – + слева. Таким образом импульсы рисунка 4.39 генерируются с двумя постоянными времени: на интервале времени импульса ина интервале паузы. Поэтому здесь имеет место третий способ окончания генерируемого импульса – по заряду конденсатора С.

Длительность импульсов и пауз может быть рассчитана по таким же формулам, что и в разделе 4.13 при использовании цифровых значений .

4.15 Магнито–транзисторный преобразователь двухплечевой

Широко применяются в источниках питания для преобразования постоянного напряжения в последовательность прямоугольных импульсов в автоколебательном режиме. Дает гальваническую развязку, повышение, понижение напряжения. (рисунок 4.40).

Рисунок 4.40 — Схема магнитно–транзисторного преобразователя (схема Роера)

Это своеобразный блокинг–генератор. Называется – магнитно– транзисторный преобразователь или схема Роера.

Вторичные напряжения выпрямляются, фильтруются, запитывают соответствующие схемы. Положительная обратная связь здесь достигается за счет конструктивного исполнения: звездочки, как показано на схеме, должны соответствовать либо началам либо концам обмоток. Если резисторы R_б1, R_б2 невелики, то фронты и спады импульсов организуются по второму способу. Если увеличивать резисторы, то выходим на первый способ организации процесса окончания генерируемого импульса.

Резисторы в базовых цепях желательны минимальной величины, так как они снижают КПД схемы.

Схема работает следующим образом. После включения напряжения питания начинают протекать малые неуправляемые токи I_ко1 и I_ко2, так как транзисторы VT1 и VT2 закрыты. Вследствие несимметрии один из токов всегда больше (I_ко1 или I_ко2).

В магнитопроводе трансформатора образуется начальный магнитный поток того направления, где ток больше. Например, I_ко1 > I_ко2, следовательно, VТ1 приоткрывается, *W2 прикладывается через открывающийся VT1 к +Е₀, +Е₀ трансформируется на другие звездочки *:

– на *W1, поэтому, минус противоположного вывода W1 приложен к базе VT1, скачком VT1 открывается.

– на *W3, то есть, из W2 E₀, трансформируется в W3 той же величины что и E₀. Так как VT2 закрыт, то к закрытому VT2 прикладывается с одной стороны E₀, а с другой – напряжение, трансформирующееся из W2 в W3. Поэтому в этой схеме (см. рисунок 4.40) к закрытому транзистору прикладывается двойное напряжение. Это является недостатком схемы (двойное напряжение на закрытом транзисторе).

– на *W4, таким образом VT2 закрыт, удерживается в этом состоянии до тех пор, пока генерируется импульс через VT1.

Ещё один недостаток схемы заключается в том, что, если базовые резисторы незначительны (при окончании импульсов по второму способу), то в моменты окончания генерации импульсов вследствие резкого уменьшения индуктивности протекает сквозной ток по цепи . Т. е. транзистор закрывается в условиях сквозного тока (рисунок 4.41).

На втором графике (см. рисунок 4.41) показано, что в моменты окончания генерируемых импульсов токи имеют выброс, достигающий пяти–, десятикратных значений.

Таким образом, можно организовать окончание импульсов по насыщению магнитопровода, при этом будут сквозные токи, или при увеличении базовых резисторов, то есть по первому способу, по активной области транзисторов, но КПД при этом снижается от 0,95 и ниже, потому что транзисторы действуют в активной области и присутствуют потери на базовых резисторах. Если по первому способу, то сквозных токов нет.

Рисунок 4.41 — Форма генерируемых напряжений и потребляемого тока в схеме преобразователя

При низких температурах I_ко становятся малыми, поэтому после включения настолько невелика разница между ними, что магнитный поток практически нулевой, схема не возбуждается, “засыпает”. Для предотвращения этого вводят смещающие резисторы. Ток и сопротивление рассчитывают, исходя из положения рабочей точки (см. рисунок 4.42).

Рисунок 4.42 — Положение рабочей точки

Образуется цепь: +Е₀···Э – БVT2···R_см···–Е₀. Следовательно, один из транзисторов имеет больший начальный ток I_ко, появляется несимметрия, схема не “засыпает”, но снижется КПД.