Меню

Блокинг генератор два транзистора

Блокинг генератор на двух транзисторах схема

В этой статье я поведаю вам о том, что такое блокинг-генератор.

Блокинг-генератор — это генератор импульсов сравнительно небольшой длительности и большого периода. Он работает благодаря трансформаторной обратной связи. Из-за простоты блокинг-генератор широко применяют в компактных преобразователях напряжения (например в каждой второй схеме электронной зажигалки можно встретить эту схему).

Вот это блокинг-генератор(одна из многих вариаций этой схемы):

Как видите, он реально прост в сборке. Самая сложная часть в нем — это трансформатор.Но обо всем по порядку.

1) Принцип работы

Сначала обмотка 2 работает как «резистор», т.е. через нее и резистор протекает ток, который начинает открывать транзистор.Открывание транзистора приводит к появлению тока в обмотке 1, а это в свою очередь приводит к появлению напряжения на обмотке 2, т.е. напряжение на базе транзистора увеличивается еще, он открывается еще больше, и так происходит до тех пор, пока сердечник или транзистор не войдет в насыщение. Когда это произошло, ток через обмотку 1 начинает уменьшаться, следовательно напряжение на обмотке 2 меняет полярность, что приводит к закрыванию транзистора.Все, цикл замкнулся!

Трансформатор обмотка 1 обычно в 2 раза больше обмотки 2, а число витков и диаметр провода подбираются в зависимости от напряжения на обмотке 3 и тока через нее.

Резистор обычно берут в пределах 1кОм — 4,7кОм.

Транзистор подойдет почти любой.

Сначала соберем базовую схему генератора. Трансформатор вот такой от балласта энергосберегающей лампы:

На нем я намотал сначала обмотку 2 (18 витков проводом 0,4мм)

Изолировал ее (подойдет обычная изолента)

А потом намотал и обмотку 1 (36 витков тем же проводом, что и 2-ую)

И наконец, вставил сердечник и зафиксировал его той же изолентой

На этом трансформатор готов.

Транзистор я выбрал мощный: кт805, потому что в обмотке всего 36 витков не самого тонкого провода(малое сопротивление).

Вот что у меня в итоге получилось:

Питание, как вы поняли, я буду брать от кроны.

Итак, с транзистором кт805, резистором 2,2кОм и обмоткой 1 в 2 раза больше обмотки 2, осциллограмма напряжения между коллектором и эмиттером выглядит так:

Амплитуда 60В, частота около 170кГц.

Теперь поставим резистор на 4,7кОм. Осциллограмма выглядит так:

Амплитуда около 10В, частота такая же.

Поставим теперь резистор 1кОм:

Амплитуда 120В, частота около 140кГц.

Теперь поставим обратно резистор 2,2кОм, и поменяем местами обмотки:

Амплитуда 80В, частота около 250кГц.

Чем больше коэффициент обратной связи, тем быстрее нарастает сигнал, и частота выше.(чем меньше резистор, и больше соотношение число витков обмотки 2/число витков обмотки 1, тем больше коэффициент ОС).Еще на ОС влияет коэффициент усиления транзистора.

5) Практическая польза

Вы наверняка заметили, что я ни слова не сказал про обмотку 3. Она нужна для того, чтобы снять выходное напряжение.

Давайте посмотрим что будет, если намотать в обмотку 3 100 витков провода 0,08мм:

Сначала нам, конечно, нужно домотать трансформатор. Изолируем в прошлом последний слой:

Теперь наматываем 100 витков провода 0,08. Собираем сердечник. НА ВЫХОД ЦЕПЛЯЕМ ДИОД (можно любой с обратным напряжением не менее 200В. Например я взял дешевый и распространенный 1n4007). Спаиваем схему:

Диод нужен для отсекания отрицательных выбросов. Смотрим осциллограмму на выходе:

Постоянная составляющая 50В, импульсы амплитудой 50В. Чтобы убрать импульсную составляющую, поставим конденсатор на выходе. Подойдет 0,1мкФ:

Постоянное напряжение амплитудой 100В.

Небольшие колебания амплитудой 50мВ.

Если генерации нет, впаяйте параллельно резистору конденсатор на пару микрофарад.

Самозапитка блокинг генератора или обратная связь по питанию была продемонстрирована таким деятелем как tiger2007ify в одноименном видео еще в 2011 году

обратная связь по питанию

Изначально автор представил такую схему

(справа — оригинал из видео автора)

Множество человек пытались ее повторить и ничего ни у кого не получилось. Позже выяснилось множество интересных ньюансов, который автор по ошибке или намеренно указал неверно.

1.Съемная обмотка со средней точкой должна мотаться в одну сторону, верхняя и нижняя часть, фактически это одна намотка с отводом от середины, именно такой вариант позволит в положительную полярность превращать как ЭДС, так и ОЭДС. Если от средней точки обмотки намотать в разные стороны, то мы будем снимать только ЭДС или только ОЭДС, что видимо не совсем верный ход. В крайнем случае имеет смысл делать генератор со съемом именно ОЭДС, так как съем ОЭДС не оказывает существенного влияния на потребляемый ток и другие параметры схемы, нагрузка на ЭДС существено повышает потребляемый ток схемы и меняет частоту генерации.

Читайте также:  Фоллаут 4 как включить главный генератор ядер мира

2.Автор не показал конденсатор параллельный индуктору в коллекторной цепи транзистора, а он — необходим. Есть предположения, что у автора конденсатор выполнен ввиде фольги таким образом, чтобы фирритовое кольцо было бы между обкладками этого конденсатора, выступая в роли диэлектрика. И даже без такого хитрого конденсатора генератор работать будет, если туда поставить хоть какой-нибудь небольшой конденсатор в районе 10-100нФ. Без конденсатора блокинг генератор может правильно не заработать, скатываясь в режим качера, в режим ВЧ колебаний. Однако обычный конденсатор не даст СЕ прибавки и только ХК — Хитрый Конденсатор, фактически являющийся приемником СЕ энергии способен дать генератору ту дополнительную энергию, которая преодалеет потери и задействует положительную обратную связь по питанию. Емкость ХК также надо подбирать и желательно, чтобы он был подстраиваемым. Подробнее о ХК позже.

Более усовершенствованая схема блокинг генератора с обратной связью по питанию

Видео показывающее пробный пуск этой схемы от гальванического элемента 1.5 вольт

Проблема низкочастотных блокинг генераторов в сползании режима генерации на ВЧ, фактически в качерный режим. Решается этот вопрос установкой небольшого конденсатора, в данной схеме 47н параллельно индуктору — коллекторной катушке. Но возможности этой схемы шире. Если этот кондёр сделать «хитрым», то блокинг генератор можно будет гонять в режиме самозапита. Хитрый кондёр должен осуществлять энергетическую подкачку системы. Как вариант — устройство генерации энергии на электрохимической ячейке, которая сможет выдавать энергию лишь в купе с этой схемой, а не самостоятельно.

Катушки съема верно мотать в одну сторону, а не в разные, как это говорилось у последователей Тигр2007. В данном случае один диод будет снимать ЭДС, а другой диод ОЭДС заряжая кондёр одной выбранной полярностью. Если съёмные катушки намотать в разные стороны, то оба плеча будут работать фактически параллельно, беря энергию либо только ЭДС либо только ОЭДС, а не обе энергии сразу

Для более детального изучения эффектов можно воспользоваться отдельным генератором частот, что расширяет возможности таких экспериментов

воскресенье, 13 апреля 2014 г.

Блокинг-генератор.

Из анимированного рисунка 3 видно что преобразователь обратноходовый (ток идёт в нагрузку после того как энергия накоплена в дросселе и тогда когда ключ разомкнут), на выходе короткие прямоугольные импульсы. Быть может рисунки немного не грамотные но так визуально проще представить работу блокинг-генератора.
Процесс изготовления преобразователя на блокинг-генераторе показан на видео:

Преобразователь без умножителя выглядит так:

Транзистор лучше прижать (например болтом с гайкой) к радиатору для охлаждения. С выхода трансформатора разрядов может не быть поэтому нужен умножитель. Питать преобразователь можно от батарейки «крона» на 9В. Выводов умножителя лучше не касаться во время работы преобразователя, после отключения питания и прекращения работы преобразователя конденсаторы в умножителе всё ещё будут заряжены и умножитель может «ударить током», чтобы этого не произошло нужно ненадолго замкнуть выводы умножителя с которых возникают разряды при работе преобразователя.

20 комментариев:

Здравствуйте
Благодарим за интересные и полезные сведения на сайте.
Существует ли ещё проще схема генератора для повышения напряжения?

Можно сделать генератор для повышения напряжения на туннельном диоде. Туннельный диод катодом подключается к первичной обмотке, на его анод подаётся небольшое положительное напряжение относительно другого вывода первичной обмотки.

Тогда предложение, — публикация с этим примером 🙂
Более того, можно сделать повышение напряжения до возможно бОльших значений, со ступенчатым выбором уровня. Это даст очень простой, экономичный и не дорогой в изготовлении высоковольтный источник эл.энергии, для опытов и лабораторных исследований.
Можно обойтись минимальным числом во вторичной обмотке трансформатора, а дальнейшее повышение потенциала реализовать многоступенчатым простым множителем напряжения. Либо как вариант — по схеме генератора Маркса, но в качестве промежутков разрядников — неонки.

Читайте также:  Можно ли ездить если ремень генератора свистит

Интересная мысль таким образом создать подобие электрофорной машинки, но без движущихся частей. Интересных опытов для такого источника много, да и прикладное применение найдётся.

А из чего делается обмотка?

Обмотки делаются из эмалированного провода. Можно из медного эмалированного можно из алюминиевого но лучше из медного. Диаметр провода не помню но 0.5мм наверное точно хватит.

По каким формулам этой схеме рассчитывается количество витков и сопротивление резистора?

То что показано на рисунке 1 определено опытным путём. Сопротивление резистора выбирается таким чтобы было не достаточно низким для того чтобы переход база-эмиттер перегорел и не на столько высоким чтобы транзистор не открылся. Исходя из этого выбирается ток базы Iб. Сопротивление резистора R=Eб/Iб где Eб-ЭДС обмотки w2. Это ЭДС примерно можно найти по формуле: Ew2=(S*w2*dB)/dt где: S-площадь поперечного сечения магнитопровода, w2-количество витков обмотки w2, dB-изменение индукции (т.к. это блокинг-генератор то индукция изменяется до индукции насыщения (не знаю точно от чего но возможно от нуля)), dt-время за которое происходит это изменение индукции dB. dt-это время за которое w1 заряжается до насыщения, не знаю на сколько это правильно, но думаю можно это время рассчитать по формуле: dt=(S*w1*dB)/Eп где: w1-количество витков обмотки w1, Eп-напряжение питания. Количество витков w1 выбирается небольшим для того чтобы коэффициент трансформации был больше и напряжение на выходе было больше.

помогите пожалуйста у меня тема курсовой » Разработка на базе блокинг-генератора с преобразователя напряжения 5В в напряжение 1500В, I=200мкА» как расчитать, с чего начать? работаю в мультисиме, просто нужно собрать схему.

Источник

Блокинг генератор: принцип работы

Блокинг-генератор применяется в электротехнике и электронике для возникновения внушительных, но коротких во времени сигналов-импульсов с резким фронтом и существенным отношением периода повторения импульсов к их длительности (скважность). В настоящем применяются в экранах электронно-лучевых приборов (кинескоп, осциллограф).

Принцип работы

По своей сути, блокинг генератор является усилителем (генератором), собранным на базе транзисторов, расположенных в один каскад. Область применения узка: источник внушительных, но скоротечных по времени (продолжительность от тысячных долей до нескольких десятков мкс) сигналов-импульсов с большой индуктивной плюсовой обратной связью. Скважность – больше 10 и может доходить до нескольких десятков тысяч в относительных величинах. Наблюдается серьезная резкость фронтов, по своей форме практически не отличающихся от геометрически правильных прямоугольников.

Усилитель, используемый для изготовления блокинг-генератора, находится в открытом положении исключительно в период формирования сигнала-импульса. На всё остальное время – закрывается. Отсюда следует, что при большой величине отношения периода повторения импульсов к их длительности усилительный элемент находится в открытом положении существенно меньшее количество времени, чем в закрытом. У усилителя существует тепловой режим. В данном случае он напрямую связан со средней мощностью, отдающейся коллектором. За счёт высокой величины скважности при работе устройства получают существенную мощность в течение сигнала малой мощности.

Существенная величина скважности блокинг-генератора позволяет ему работать в экономичном режиме, т.к. энергия требуется усилителю только во время открытого положения (время формирования сигнала). Основные режимы работы: автоколебательный и ждущий. Рассмотрим их подробнее.

Автоколебательный режим

Чаще всего блокинг-генератор собирается на усилительных элементах – транзисторах, включаемых по двум основным схемам:

  • с общим эмиттером;
  • с общей базой.

Первая встречается чаще, т.к., имея меньшую длительность фронта, есть возможность сгенерировать предпочтительную форму сигналов. Вторая схема менее подвержена колебаниям характеристик усилителей.

Рабочий процесс рассматриваемого устройства делится на 2 стадии:

  • закрытое положение транзистора, занимает основное время периода колебаний;
  • транзистор в открытом положении, сигнал-импульс проходит стадию формирования.
Читайте также:  Порвался шнур стартера генератора

У конденсатора С1 происходит заряд током источника в течение образования импульса. За счёт этого С1 обеспечивает закрытое положение усилительного элемента. Во время данной стадии у конденсатора С1 происходит неспешная разрядка через существенное сопротивление резистора R1. При этом на базе диода VT1 создается около нулевой потенциал, что не позволяет ему открыться.

При достижении порога напряжения открытия у усилительного элемента происходит процесс открывания, и сквозь обмотку I, называющуюся коллекторной, трансформатора Т потечёт ток. В этот момент в основной или базовой обмотке II происходит индукция потенциала. Полярность должна быть такова, чтобы образующееся на базе транзистора напряжение имело положительную полярность. В случае ошибочного подключения обмоток трансформатора устройство генерировать сигналы не будет. В этом случае требуется переподключить концы одной из обмоток. Блокинг-генератор заработает.

Важно! Обвальное развитие процесса открытия транзистора имеет название прямого блокинг-процесса.

В I обмотке трансформатора появляется положительное напряжение, что ведёт к возрастанию различных токов и, следовательно, продолжению снижения напряжения коллектора и базы усилителя. Совершается резкое нарастание коллекторного тока и напряжения на усилительном элементе. В следующий момент напряжение падает почти до нуля, и устройство переходит в режим насыщения.

Важно! Обвальное развитие процесса закрытия транзистора имеет название обратного блокинг-процесса.

Открытие усилителя происходит практически мгновенно, поэтому в течение всего этого времени потенциал конденсатора С1 и величина энергии в трансформаторе практически не претерпевают изменений. Фронт импульса сформирован. Происходит образование вершины импульса, конденсатор С1 начинает заряжаться.

Выход усилительного элемента из режима насыщения означает, что ток у коллектора опять начинает зависеть от количества накопленного в базе транзистора заряда, а базовый ток уменьшается. Усилительные свойства транзистора начинают восстановление. В этот момент в первичной обмотке трансформатора формируется отрицательное относительно транзистора напряжение. Данный процесс ведёт к продолжению уменьшения коллекторного тока. Происходит формирование среза импульса.

Усилительный элемент находится в закрытом положении. Происходит переход в исходное состояние. Физическая суть сводится к рассеянию энергии, появившейся за период появления сигнала-импульса в различных реактивных частях схемы. Так как здесь разность потенциалов на конденсаторе и величина энергии в трансформаторе не изменились, то закрытие транзистора провоцирует рост напряжения на коллекторе. В этот момент у блокинг-генератора происходит выброс напряжения. В некоторых случаях появляются паразитные колебания.

Ти » (3 – 5) R1С1 – таким выражением характеризуется автоколебательный режим.

Ждущий режим

При ждущем режиме работы рассматриваемого устройства генерация сигналов происходит только с помощью внешнего воздействия – на вход необходимо подать произвольные запускающие импульсы.

В начальном состоянии усилительный элемент закрывается отрицательным смещением на базе, и лавинообразное развитие процесса открытия транзистора начнется исключительно только после подачи противоположного по знаку импульса соответствующей амплитуды на базу.

Появление импульса происходит по полной аналогии автоколебательного режима, рассмотренного выше. Конденсатор С1 разряжается до изначального напряжения базы. Далее транзистор остается в закрытом состоянии до появления последующего запускающего импульса. Длительность сигналов, а также их форма, исходящих от рассматриваемого устройства, находятся в полной зависимости от параметров собранной схемы.

Чтобы цепь запуска не оказывала никакого воздействия на работу находящего в ждущем режиме блокинг-генератора, в представленной схеме присутствует специальный разделительный диод VD2. Его задачей является закрытие сразу за окончанием процесса открывания транзистора. Это действие обрывает связь между внешним источником и интересующим нас устройством. Допускается добавлять в расчёт представленной схемы эмиттерный повторитель.

Таким образом, подытоживаем принцип работы блокинг генератора на полевом транзисторе: если при исчезновении напряжения на базе транзистора условия, требуемые для повторения цикла без внешнего воздействия, не исполняются, то этот режим работы называется ждущим. Если же при исчезновении напряжения там же начинается новый цикл по образованию нового импульса без привлечения внешнего источника, то режим работы схемы автоколебательный.

Видео

Источник

Adblock
detector