В предыдущих статьях совсем не были затронуты генераторы с трансформаторной обратной связью, а ведь это достаточно распространенный класс устройств. Исправляюсь ! :)
Вообще, блокинг-генераторы - одни из самых старых импульсных устройств: самый первый патент на него относится аж к 1937 году...
Основные особенности: простота схемы, высокая скважность (обычно порядка 100-10000) и довольно резкие фронты и спады импульсов.
К вторичной обмотке трансформатора можно сразу прилепить нагрузку, будет еще и гальваническая развязка :)
Блокинг-генераторами данные схемы называются потому, что большую часть периода ключевой элемент (триод или транзистор) находится в режиме отсечки (попросту говоря, закрыт, "заблокирован").
Разнообразие у блокинг-генераторов чрезвычайное, даже если судить хотя бы по этой иллюстрации:
Чаще можно встретить блокинг-генераторы с положительным смещением: у них круче фронты за счет того, что отпирание ключевого элемента происходит быстрее.
Вариация подобной схемы на транзисторе из интернетов:
Саму схему и расчеты подсмотрела тутъ... Расписывать расчеты не буду, меня после курсовой по схемотехнике всё еще триггерит от объемного сопротивления базы в источнике всё подробно расписано.
В начальный момент транзистор заперт, а конденсатор С1 начинает заряжаться через резистор R2. На базе транзистора появляется положительное напряжение, он открывается, возрастает коллекторный ток. Этот самый ток индуцирует на трансформаторе ЭДС, на нагрузке появляется положительное напряжение.
Транзистор переходит в режим насыщения, напряжение на нагрузке практически не изменяется.
Конденсатор С1 начинает разряжаться, уменьшается ток базы транзистора, а вместе с ним - ток коллектора. Индуктивность трансформатора некоторое время будет поддерживать ток коллектора (получается плоская вершина импульса).
Но это не может продолжаться бесконечно, и транзистор все же закроется от снижения тока базы. На обмотке трансформатора будет ноль, в ней возникнет ток, обратный по направлению текшему раннее, конденсатор быстро перезарядится.
На базе из-за этого возникнет отрицательный импульс, который "переведет" транзистор в режим отсечки. На выходе "полный ноль" :)
С1 разряжается через R1, и именно от сопротивления этого резистора будет зависеть длительность "закрытого" состояния генератора.
Для защиты транзистора от всяческих противоЭДС по-классике нужно поставить параллельно обмотке диод.
Регулировать время закрытого состояния можно изменением резистора R1:
Длительность положительного импульса зависит от емкости C1 и сопротивления базы транзистора.
Чтобы такая схема работала в ждущем режиме, будем подавать положительно смещение с внешнего источника:
И на выходе:
Такой ждущий генератор можно использовать в качестве делителя частоты. Например, схема настроена ~4 кГц, на вход подается сигнал частотой 16 кГц:
На выходе появляется каждый четвертый импульс, то есть частота делится на 4.
Отдельно можно выделить еще один тип схем, называемый похитителем Джоулей (или Joule thief, на буржуинском):
Такие схемы используют для повышения напряжения питания, чаще всего - при запитке светодиодов от одного гальванического элемента.
Так, в зависимости от цвета, на одном диоде может падать от 2 до 4 В, а батарейка типа АА дает всего 1,5 В. А все хотят в фонарик одну батарейку вставить... Вот тут воришка Джоулей и пригодится.
К тому же такая схема позволяет использовать батарейку дольше (пока напряжение не снизится до 0,3-0,35 В, если транзистор германиевый; и до 0,6 В, если кремниевый). Собственно, поэтому она похитителем и обзывается :)
Катушки наматывают на ферритовом кольце так, чтобы обмотки были противоположно направлены, количество витков обычно берут около 10.
Сопротивление резистора базы выбирают порядка 100-1000 Ом.
Если заменить резистор в базе на конденсатор и потенциометр, можно регулировать частоту колебаний:
Главное не снизить сопротивление базы слишком сильно, а то транзистор перегорит.
КПД у такой схемы не самый высокий (в моей модели вышло около 58%), так что более современная DC-DC повышайка с КПД 80-85% будет по-эффективнее, конечно. Но что взять со схемы 30-х годов? :)
Генераторы "на конденсаторах", на мой взгляд, гораздо проще и дешевле в нынешних реалиях.
В массовом производстве все чаще уходят от использования ферритов и меди, их надо намотать, на плату установить, да и настроить точно может быть сложнее... Но и блокинги можно иногда встретить в фонариках.
Предыдущие статьи про генераторы прямоугольных импульсов:
