Osilatörün Engellenmesi Nasıl Çalışır?

Bir bloke edici osilatör, sadece birkaç pasif ve tek bir aktif bileşenin kullanımıyla kendi kendine devam eden salınımlar üretebilen en basit osilatör biçimlerinden biridir.

'Engelleme' adı, ana cihazın bir BJT biçiminde değiştirilmesinin, salınımlar sırasında gerçekleştirilmesine izin verilenden daha sık engellendiği (kesildiği) ve dolayısıyla adı bloke eden osilatör nedeniyle uygulanır. .

Bir Engelleme Osilatörünün Tipik Olarak Kullanıldığı Yerler

Bu osilatör, SMPS devreleri veya benzer anahtarlama devreleri yapmak için etkili bir şekilde uygulanabilen, ancak hassas elektronik ekipmanı çalıştırmak için kullanılamayan bir kare dalga çıkışı üretecektir.

Bu osilatör ile üretilen ton notaları, alarmlar, mors kodu uygulama cihazları, kablosuz pil şarj cihazları vb. Devre, kameralarda flaş ışığı olarak da uygulanabilir hale gelir ve genellikle flaşa tıklamadan hemen önce görülebilir, bu özellik kötü şöhretli kırmızı göz efektinin azaltılmasına yardımcı olur.

Basit konfigürasyonu nedeniyle bu osilatör devresi yaygın olarak deneysel kitlerde kullanılmaktadır ve öğrenciler, ayrıntıları hızlı bir şekilde kavramayı çok daha kolay ve ilginç bulmaktadır.

Engelleme Osilatörü Nasıl Çalışır?

İçin bloke edici bir osilatör yapmak , bileşenlerin seçimi oldukça kritik hale gelir, böylece optimum etkilerle çalışabilir.

Engelleme osilatörü kavramı aslında çok esnektir ve bunun sonucu, sadece dirençler, transformatör gibi ilgili bileşenlerin özelliklerini değiştirerek büyük ölçüde değiştirilebilir.

trafo burada özellikle önemli bir parça haline gelir ve çıkış dalga biçimi büyük ölçüde bu transformatörün türüne veya yapısına bağlıdır. Örneğin, bloke edici bir osilatör devresinde bir darbe transformatörü kullanıldığında, dalga biçimi, hızlı yükselme ve düşme dönemlerinden oluşan dikdörtgen dalgalar şeklini alır.

Bu tasarımın salınımlı çıkışı, lambalar, hoparlörler ve hatta rölelerle etkili bir şekilde uyumlu hale gelir.

Bir tek direnç bloke edici bir osilatörün frekansını kontrol ederken görülebilir ve bu nedenle bu direnç bir pot ile değiştirilirse, frekans manuel olarak değişken hale gelir ve kullanıcının ihtiyacına göre ince ayar yapılabilir.

Bununla birlikte, değeri, aksi takdirde transistöre zarar verebilecek ve alışılmadık derecede dengesiz çıktı dalga biçimi özellikleri oluşturabilecek belirli bir sınırın altına düşürmemeye özen gösterilmelidir. Bu durumu önlemek için her zaman pota seri olarak güvenli bir minimum değerli sabit direnç yerleştirilmesi önerilir.

Devre operasyonu

Devre, iki anahtarlama zaman periyodunu, yani anahtar veya transistör kapalıyken T-kapalı zamanını ve transistör açıkken (iletken değil) Topen zamanını ilişkilendirerek, transformatör boyunca pozitif geri bildirimler yardımıyla çalışır. Analizde aşağıdaki kısaltmalar kullanılmıştır:

• t, zaman, değişkenlerden biri
• Kapalı: kapalı döngünün sonundaki an, açık çevrimin başlatılması. Ayrıca zamanın büyüklüğü süresi anahtar kapatıldığında.
• Topen: Açık döngünün her sonunda veya kapalı döngünün başlangıcındaki an. T = 0 ile aynı. Ayrıca zamanın büyüklüğü süresi anahtar her açık olduğunda.
• Vb, besleme gerilimi ör. Vbattery
• Vp, voltaj içinde birincil sargı. İdeal bir anahtarlama transistörü, birincil boyunca bir besleme voltajına Vb izin verecektir, bu nedenle ideal bir durumda Vp = Vb olacaktır.
• Vs, voltaj karşısında ikincil sargı
• Vz, örn. bir Zener diyotunun zıt voltajı veya bağlı bir (LED) ileri voltajı ile.
• Im, birincil boyunca mıknatıslanma akımı
• Trafiğin birincil tarafında Ipeak, m, en yüksek veya 'tepe' mıknatıslama akımı. Topen'den hemen önce gerçekleşir.
• Np, birincil dönüşlerin sayısı
• Ns, ikincil dönüşlerin sayısı
• N, sarım oranı da Ns / Np olarak tanımlanır. İdeal koşullarda çalışan mükemmel yapılandırılmış bir transformatör için, Is = Ip / N, Vs = N × Vp var.
• Lp, birincil öz endüktans, birincil dönüş sayısı Np ile hesaplanan bir değer kare ve bir 'endüktans faktörü' AL. Kendi kendine endüktans sıklıkla Lp = AL × Np2 × 10−9 henries formülü ile ifade edilir.
• R, birleşik anahtar (transistör) ve birincil direnç
• Yukarı, mıknatıslama akımı Im ile ifade edildiği gibi, sargılar boyunca manyetik alanın akışı içinde biriken enerji.

Tclosed sırasında çalışma (anahtarın kapalı olduğu süre)

Anahtarlama transistörü etkinleştirdiği veya tetiklediği anda, transformatör birincil sargısı üzerine Vb kaynak voltajını uygular.

Eylem, transformatör üzerinde Im = V birincil × t / Lp şeklinde bir mıknatıslama akımı Im oluşturur.

burada t (zaman) zamanla bir değişiklik olabilir ve 0'da başlar. Belirtilen mıknatıslama akımı Im, artık ikincil sargı üzerindeki yüke (örneğin kontrole) indüklenebilecek herhangi bir ters üretilen ikincil akım Is 'üzerine' geçer ' anahtarın (transistör) terminali (taban) ve daha sonra birincil = Is / N'de ikincil akıma döndürülür.

Primerdeki bu değişen akım, ikincil sargı boyunca oldukça stabilize bir voltaj Vs = N × Vb sağlayan, transformatörün sargıları içinde değişen bir manyetik akı üretir.

Konfigürasyonların çoğunda ikincil yan voltaj Vs, birincil taraftaki voltajın anahtar (transistör) içerideyken yaklaşık Vb, Vs = (N + 1) × Vb olması nedeniyle besleme voltajı Vb ile toplanabilir. iletken mod.

Bu nedenle, anahtarlama prosedürü, kontrol voltajının veya akımının bir kısmını doğrudan Vb'den, geri kalanı Vs'den alma eğiliminde olabilir.

Bu, anahtar kontrol voltajının veya akımın 'fazda' olacağı anlamına gelir.

Bununla birlikte, bir birincil direncin ve transistör anahtarlamasında ihmal edilebilir bir direncin olmadığı bir durumda, ilk paragrafta verilen formülle ifade edilebilen bir 'doğrusal rampa' ile mıknatıslama akımında Im bir artışa neden olabilir.

Tersine, transistör veya her ikisi için önemli büyüklükte bir birincil direnç olduğunu varsayalım (birleşik direnç R, örneğin vericiye bağlı bir dirençle birlikte birincil bobin direnci, FET kanal direnci), o zaman Lp / R zaman sabiti bir sürekli olarak düşen eğimle yükselen mıknatıslanma akımı eğrisi.

Her iki senaryoda da mıknatıslama akımı Im, birleşik birincil ve transistör akımı Ip üzerinden komuta edici bir etkiye sahip olacaktır.

Bu aynı zamanda, sınırlayıcı bir direnç dahil edilmediğinde etkinin sonsuz artabileceği anlamına gelir.

Bununla birlikte, yukarıda ilk durumda (düşük direnç) incelendiği üzere, transistör nihayetinde aşırı akımı idare edemeyebilir veya basitçe ifade etmek gerekirse, direnci cihaz boyunca voltaj düşüşünün eşit hale gelebileceği bir dereceye kadar yükselme eğiliminde olabilir. cihazın tam doygunluğuna neden olan besleme voltajı (bir transistörün kazancı hfe veya 'beta' özelliklerinden değerlendirilebilir).

İkinci durumda (örneğin, önemli bir birincil ve / veya yayıcı direncinin dahil edilmesi), akımın (düşme) eğimi, ikincil sargı üzerindeki indüklenen voltajın, transistörü iletken pozisyonda tutmak için basitçe yeterli olmadığı bir noktaya ulaşabilir.

Üçüncü senaryoda, trafo için kullanılan çekirdek doyma noktasına ulaşabilir ve çökebilir, bu da daha fazla mıknatıslanmayı desteklemesini durdurur ve birincil ila ikincil indüksiyon sürecini engeller.

Bu nedenle, yukarıda tartışıldığı gibi üç durumun tümü sırasında, üçüncü durumda birincil akımın yükselme hızı veya trafiğin çekirdeğindeki akının yükselme hızının sıfıra doğru bir düşüş eğilimi gösterebileceği sonucuna varabiliriz.

Bunu söyledikten sonra, ilk iki senaryoda, birincil akımın arzını sürdürdüğü gerçeğine rağmen, değerinin Vb tarafından verilen arz değerinin toplamına bölünmesine eşit olabilecek sabit bir seviyeye dokunduğunu görüyoruz. birincil tarafta dirençler R.

Böyle bir 'akımla sınırlı' durumda, transformatörün akısı sabit bir durum gösterme eğiliminde olabilir. Trafonun ikincil tarafında voltajı indüklemeye devam edebilen değişen akı dışında, bu, sabit bir akının, sekonder voltajın sıfıra düşmesiyle sonuçlanan sargı boyunca indüksiyon işleminin başarısızlığına işaret ettiği anlamına gelir. Bu, anahtarın (transistör) açılmasına neden olur.

Yukarıdaki kapsamlı açıklama, bloke edici bir osilatörün nasıl çalıştığını ve bu oldukça çok yönlü ve esnek osilatör devresinin herhangi bir belirli uygulama için nasıl kullanılabileceğini ve kullanıcının uygulamayı tercih edebileceği için istenen seviyeye ince ayarlanabileceğini açıkça açıklamaktadır.