Похититель Джоулей. Он может использовать почти всю энергию электрической батарейки 1.5V, даже если напряжении намного ниже того, при котором другие схемы, считают батарею полностью разряженной.
Отсюда и название, которое предполагает, что схема крадет энергию или «джоули» у источника питания.
Простейший вариант такой схемы состоит всего из 5-ти деталей:
- источник питания (батарейка 1.5V или аккумулятор 1.2V);
- резистор R1 сопротивлением 1 кОм;
- транзистор VT1 биполярный NPN 2N2222A;
- светодиод (у меня мощный, для освещения, 3.3V рабочий ток 350mA);
- трансформатор T1 (диаметр ферритового кольца 13 мм, диаметр провода 0,5 мм, каждая обмотка содержит 20 витков.
Но, как это все работает? В схеме этого генератора даже конденсатора нет....
В симуляторе нет возможности указать начало обмотки с помощью точки, пришлось перевернуть проводами.
Для того, чтобы разобраться, что происходит в этой схеме - перевернем концы обмотки L2, измерим ток через L1 и ток через L2.
Ток протекающий через L1 составляет всего 0.5mA и его явно недостаточно, чтобы открыть транзистор полностью. Через обмотку L2 протекает небольшой ток величиной около 50mA. Связано это еще и с тем, что напряжение источника питания не велико, а при таком низком напряжении, транзистор не может эффективно усиливать ток.
Но, что произойдет если поменять местами выводы любой из обмоток?
Сразу после того как мы подали питание ток протекающий через R1 L1 приоткрывает транзистор. Через L2 начинает течь небольшой ток и этот ток создавая в сердечнике трансформатора магнитное поле, начнет создавать ток в катушке L1. Направление этого тока будет совпадать с направлением тока который приоткрывал транзистор и он начнем открываться еще сильнее. Магнитное поле будет расти еще сильнее, еще больше наводка - в результате транзистор откроется не быстро, а очень быстро. Это так называемая положительная обратная связь.
В какой-то момент транзистор откроется полностью и ток в катушке L2 расти перестанет. Постоянный магнит (который не двигают) как известно ЭДС не создает, и в результате ток в катушке L1 помогавший открывать транзистор исчезнет. Транзистор начнет при-закрываться, уменьшая магнитное поле создаваемое катушкой L2. Уменьшение этого магнитного поля начнет наводить в катушке L1 ток, который уже будет направлен в противоположную сторону току, открывающему транзистор. В результате он начнет закрываться еще сильнее и закроется не быстро, а очень быстро.
Остатки энергии, созданного ранее магнитного поля, создадут в катушке L2 ЭДС самоиндукции, которая сложится с напряжением источника питания и светодиод на мгновение вспыхнет. Когда энергия магнитного поля, удерживающего транзистор в закрытом состоянии иссякнет, транзистор снова начнет приоткрываться и процесс повторится сначала. Переключения происходят быстро, поэтому для нас светодиод просто светится.
Светодиод кстати, в этой схеме, еще и выполняет функцию защиты транзистора от пробоя высоким напряжением. Благодаря светодиоду напряжение между коллектором и эмиттером никогда не будет больше чем 3V. Включать такую простую схему без нагрузки нельзя - можно вывести из строя транзистор. Ну, а вывести из строя 1Вт светодиод полудохлой батарейкой и схемой с низким КПД тоже вряд-ли получится.
Схема любопытна тем, что для работы генератора, вместо конденсатора, используется энергия магнитного поля накопленная катушкой....
Материалы по теме:
Оглавление канала тут:
Если материл понравился, не забываем ставить лайки и оставлять комментарии.
Всем удачи!