Двухтактный блокинг-генератор
Двухтактный блокинг-генератор является автогенератором переменного напряжения прямоугольной формы. Принципиальная схема генератора представленна на рис.1.35,а. Его трансформатор выполняется с сердечником из материала, имеющего прямоугольную петлю намагничивания (рис.1.35,б), и служит общим элементом двух однотактных схем.
Двухтактный блокинг-генератор работает в режиме поочередного отпирания двух транзисторов. Открытое состояние одного транзистора и закрытое другого задаются цепями обратной связи, создаваемыми с помощью базовых обмоток трансформатора Wб1и Wб2. Обычно принимают Wб1=Wб2=Wб, Wк1=Wк2=Wк, схема подключения обмоток показана на рис.1.35,а. Переключение транзисторов происходит, когда индукция в сердечнике трансформатора достигает индукции насыщения +Bs, или -Bs(рис.1.35,б).
  Рис.1.35. Схема двухтактного блокинг-генератора (а), петля намагничивания сердечника трансформатора (б),временные диаграммы работы схемы (в-ж). |
Предположим, что после переключения, происшедшего в момент времени toтранзистор VТ1оказался открытым, а транзистор VТ2- закрытым (рис.1.35,в-д). К обмотке Wк1прикладывается напряжение, близкое к Ек, вызывающее напряжение на нагрузке nн·Ек(рис.1.35,ж). На обмотке Wб1индуцируется напряжение, отпирающее транзистор VТ1. VТ1открыт и насыщен током базы iб1=nб·Ек/Rб, где Rб1=Rб2=Rб.
На обмотке Wб2действует напряжение Uб2=nб·Екс запирающей для транзистора VТ2полярностью. Приложенное к обмотке Wк1напряжение вызывает изменение индукции (рис.1.35,e) и перемещение рабочей точки из положения 1 в направлении точек 2,3 по восходящему участку петли намагничивания сердечника (рис.1.35,б). Ток коллектора iк1(рис.1.35,в), равный сумме трех составляющих токов (iб1'=iб·nб, iн'=iн·nн=Ек·nн2/Rни im), на большей части интервала проводимости транзистора VТ1остается без изменения. Это обуславливается постоянством всех его составляющих, в том числе и тока намагничивания im, ввиду прямоугольности формы петли намагничивания.
После перемещения рабочей точки в положение 2 и затем выхода ее на почти горизонтальный участок петли намагничивания сердечник насыщается, индуктивность коллекторной обмотки уменьшается, что вызывает быстрое увеличение тока imи соответственно тока iк1. В момент времени t1, что соответствует положению 3 рабочей точки (рис.1.35,б,в), ток iк1возрастает до значения b·Iб1. Транзистор VТ1выходит из режима насыщения, напряжение на нем увеличивается, а напряжение на обмотках Wк1и Wб1уменьшается. Это соответствует началу развития лавинообразного блокинг-процесса, связанного с запиранием транзистора VТ1.
В процессе запирания транзистора VТ1, протекающем достаточно быстро, рабочая точка, характеризующая магнитное состояние сердечника, не успевает достичь положения 4. Следовательно, ток im, протекающий через транзистор VТ1, не успевает уменьшаться до нуля. В связи с этим под воздействием ЭДС самоиндукции на обмотках трансформатора сразу же после запирания транзистора VТ1индуцируются напряжения противоположной полярности (указана на рис.1.35,а в скобках), вызывающие отпирание транзистора VТ2и поддержание в закрытом состоянии транзистора VТ1. Через открытый VТ2протекает уменьшающийся до нуля ток im(приведенный к коллекторной обмотке Wк2и показанный на рис.1.35,а пунктирной стрелкой) в процессе перехода магнитного состояния сердечника трансформатора в точку 4. Изменившаяся полярность напряжения на обмотках (в том числе и на Wн) сохраняется на этапе открытого состояния транзистора VТ2. При этом на обмотке Wк2действует напряжение, близкое к Ек.
К коллектору закрытого транзистора прикладывается напряжение 2·Ек(рис.1.35,д), равное сумме напряжений на обмотках Wк1и Wк2. На этом этапе процесс в схеме протекает аналогично рассмотренному. Он характеризуется изменением индукции в сердечнике трансформатора от +Bsдо -Bsи перемещением рабочей точки из положения 4 в направлении точки 5, заканчиваясь в момент времени t2, когда рабочая точка на петле намагничивания достигает положения 6 (рис.1.35,б,г,е).
Длительность интервалов tи1, tи2характеризуется линейным законом изменения индукции DB от -Bsдо +Bsи от +Bsдо -Bsсоответственно. При Wк1=Wк2=Wкдлительности tИ1=tИ2=tинаходят из соотношения:
, (1.82)
где S - площадь сечения магнитопровода трансформатора.
Частота выходного напряжения генератора
, (1.83)
Двухтактные блокинг-генераторы применяются для преобразования постоянного напряжения в переменное или постоянное другой величины. В последнем случае к выходной обмотке трансформатора подключают выпрямитель со сглаживающим фильтром.