Blocking Oscillator의 작동 원리

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차단 발진기는 몇 개의 수동 및 단일 능동 구성 요소를 사용하여 자체 유지 발진을 생성 할 수있는 가장 간단한 형태의 발진기 중 하나입니다.

'블로킹'이라는 이름은 BJT 형태의 메인 장치의 스위칭이 발진 과정에서 수행 할 수있는 것보다 더 자주 차단 (컷-오프)되므로 이름이 차단 발진기라는 사실 때문에 적용됩니다. .



차단 발진기가 일반적으로 사용되는 경우

이 발진기는 SMPS 회로 또는 유사한 스위칭 회로를 만드는 데 효과적으로 적용 할 수있는 구형파 출력을 생성하지만 민감한 전자 장비 작동에는 사용할 수 없습니다.



이 오실레이터로 생성 된 톤 노트는 알람, 모스 부호 연습 장치, 무선 배터리 충전기 이 회로는 플래시를 클릭하기 직전에 자주 볼 수있는 카메라의 스트로브 라이트로도 적용 할 수 있습니다.이 기능은 악명 높은 적목 현상을 줄이는 데 도움이됩니다.

간단한 구성으로 인해 발진기 회로 실험용 키트에 널리 사용되며 학생들은 세부 사항을 빠르게 파악하는 것이 훨씬 쉽고 흥미 롭다는 것을 알게됩니다.

블로킹 오실레이터의 작동 원리

Blocking Oscillator의 작동 원리

에 대한 차단 발진기 만들기 , 구성 요소의 선택이 매우 중요하여 최적의 효과로 작업 할 수 있습니다.

차단 발진기의 개념은 실제로 매우 유연하며 그 결과는 저항기, 변압기와 같은 관련 구성 요소의 특성을 변경하는 것만으로도 광범위하게 달라질 수 있습니다.

그만큼 변신 로봇 여기에서 특히 중요한 부분이되며 출력 파형은이 변압기의 유형이나 제조업체에 따라 크게 달라집니다. 예를 들어 블로킹 오실레이터 회로에 펄스 트랜스포머를 사용하면 파형은 급격한 상승 및 하강 기간으로 구성된 직사각형 파형을 얻습니다.

이 디자인의 진동 출력은 램프, 라우드 스피커 및 릴레이와 효과적으로 호환됩니다.

싱글 저항기 차단 발진기의 주파수를 제어 할 수 있으므로이 저항을 포트로 교체하면 주파수가 수동으로 변경되고 사용자 요구 사항에 따라 조정할 수 있습니다.

그러나 트랜지스터를 손상시키고 비정상적으로 불안정한 출력 파형 특성을 생성 할 수있는 지정된 한계 이하로 값을 줄이지 않도록주의해야합니다. 이러한 상황을 방지하기 위해 항상 안전한 최소값 고정 저항을 포트와 직렬로 배치하는 것이 좋습니다.

회로 작동

이 회로는 두 개의 스위칭 기간, 즉 스위치 또는 트랜지스터가 닫힐 때 Tclosed 시간과 트랜지스터가 열려있을 때 (전도하지 않을 때) 시간 Topen을 연결하여 트랜스포머를 가로 지르는 포지티브 피드백의 도움으로 작동합니다. 분석에는 다음 약어가 사용됩니다.

  • t, 시간, 변수 중 하나
  • Tclosed : 닫힌 사이클의 끝에서 즉시, 열린 사이클의 초기화. 또한 시간의 크기 지속 스위치가 닫힐 때.
  • Topen : 오픈 사이클의 매 끝 또는 닫힌 사이클의 시작에서 즉시. T = 0과 동일합니다. 또한 시간의 크기 지속 스위치가 열릴 때마다.
  • Vb, 공급 전압 예 : V 배터리
  • Vp, 전압 이내에 1 차 권선. 이상적인 스위칭 트랜지스터는 1 차측에 공급 전압 Vb를 허용하므로 이상적인 상황에서 Vp는 = Vb가됩니다.
  • Vs, 전압 건너서 2 차 권선
  • Vz, 고정 부하 전압으로 인해 발생하는 예 : 제너 다이오드의 반대 전압 또는 연결된 (LED)의 순방향 전압에 의해
  • 임, 1 차측의 자화 전류
  • Trafo의 1 차측에서 Ipeak, m, 최고 또는 '피크'자화 전류입니다. Topen 직전에 열립니다.
  • Np, 1 차 턴 수
  • Ns, 2 차 턴 수
  • N, 권선 비율은 Ns / Np,. 이상적인 조건에서 작동하는 완벽하게 구성된 변압기의 경우 Is = Ip / N, Vs = N × Vp가 있습니다.
  • Lp, 1 차 자기 인덕턴스, 1 차 권선 수로 계산 된 값 Np 제곱 및 '인덕턴스 계수'AL. 자기 인덕턴스는 Lp = AL × Np2 × 10−9 henries 공식으로 자주 표현됩니다.
  • R, 결합 스위치 (트랜지스터) 및 1 차 저항
  • 위로, 자화 전류 Im으로 표현 된 바와 같이 권선을 가로 지르는 자기장의 자속 내에 축적 된 에너지.

Tclosed 동안 작동 (스위치가 닫힌 시간)

스위칭 트랜지스터가 활성화되거나 트리거되는 순간 변압기 1 차 권선에 소스 전압 Vb를 적용합니다.

이 동작은 변압기에 Im = Vprimary × t / Lp로 자화 전류 Im을 생성합니다.

여기서 t (시간)는 시간에 따라 변할 수 있으며 0에서 시작됩니다. 지정된 자화 전류 Im은 이제 2 차 권선의 부하로 유도 될 수있는 역 생성 2 차 전류 Is에 '적용'됩니다 (예 : 제어 스위치 (트랜지스터)의 단자 (베이스)를 사용하고 1 차측에서 2 차측 전류로 복귀 = Is / N).

1 차측에서이 교류 전류는 트랜스포머 권선 내에서 2 차 권선에 걸쳐 상당히 안정된 전압 Vs = N × Vb를 가능하게하는 변화하는 자속을 생성합니다.

많은 구성에서 2 차측 전압 Vs는 스위치 (트랜지스터)가있는 동안 1 차측 전압이 대략 Vb, Vs = (N + 1) × Vb이기 때문에 공급 전압 Vb와 합산 될 수 있습니다. 지휘 모드.

따라서 스위칭 절차는 Vb에서 직접 제어 전압 또는 전류의 일부를 획득하고 나머지는 Vs를 통해 획득하는 경향이 있습니다.

이것은 스위치 제어 전압 또는 전류가 '동상'임을 의미합니다.

그러나 1 차 저항이없고 트랜지스터 스위칭의 저항이 무시할 수있는 상황에서는 첫 번째 단락에 주어진 공식으로 표현할 수있는 '선형 램프'로 자화 전류 Im이 상승 할 수 있습니다.

반대로 트랜지스터 또는 둘 다에 대해 상당한 크기의 1 차 저항이 있다고 가정하면 (결합 된 저항 R, 예를 들어 이미 터에 연결된 저항과 함께 1 차 코일 저항, FET 채널 저항) Lp / R 시정 수는 지속적으로 기울기가 떨어지는 상승 자화 전류 곡선.

두 시나리오 모두에서 자화 전류 Im은 결합 된 1 차 및 트랜지스터 전류 Ip를 통해 명령 효과를 갖게됩니다.

이것은 또한 제한 저항이 포함되지 않으면 효과가 무한히 증가 할 수 있음을 의미합니다.

그러나 첫 번째 경우 (낮은 저항)에서 위에서 연구 한 바와 같이 트랜지스터는 궁극적으로 과전류를 처리하지 못할 수 있습니다. 또는 간단히 말해서 저항은 디바이스의 전압 강하가 다음과 같을 정도로 상승하는 경향이 있습니다. 장치의 완전한 포화를 유발하는 공급 전압 (트랜지스터의 이득 hfe 또는 '베타'사양에서 평가할 수 있음).

두 번째 상황 (예 : 상당한 1 차 및 / 또는 이미 터 저항 포함)에서 전류의 (강하) 기울기는 2 차 권선에 대한 유도 전압이 트랜지스터를 전도 위치에 유지하기에 충분하지 않은 지점에 도달 할 수 있습니다.

세 번째 시나리오에서 변압기에 사용되는 코어 포화 점에 도달하여 붕괴되어 더 이상의 자화를 지원하지 못하고 1 차에서 2 차 유도 과정을 금지합니다.

따라서 위에서 논의한 세 가지 상황 모두에서 1 차 전류가 상승하는 속도 또는 세 번째 경우에서 trafo 코어의 플럭스 상승 속도가 0으로 떨어지는 경향을 보일 수 있다고 결론을 내릴 수 있습니다.

이렇게 말하면서 처음 두 시나리오에서 1 차 전류가 공급을 계속하는 것처럼 보임에도 불구하고 그 값은 Vb가 제공하는 공급 값을 다음의 합으로 나눈 값과 동일 할 수있는 일정한 수준에 닿습니다. 1 차측의 저항 R.

이러한 '전류 제한'조건에서 변압기의 자속은 정상 상태를 나타내는 경향이 있습니다. Trafo의 2 차측에 걸쳐 전압을 계속 유도 할 수있는 변화하는 플럭스를 제외하고, 이것은 안정된 플럭스가 권선에 걸쳐 유도 프로세스의 실패를 나타내어 2 차 전압이 0으로 떨어짐을 의미합니다. 이로 인해 스위치 (트랜지스터)가 열립니다.

위의 포괄적 인 설명은 차단 발진기가 작동하는 방식과이 고도로 다재다능하고 유연한 발진기 회로가 특정 애플리케이션에 어떻게 사용되고 사용자가 구현하기를 선호하는 원하는 수준으로 미세 조정될 수 있는지 명확하게 설명합니다.




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