Електрическа верига, блокираща генератор с един транзистор с описание на принципа на работаза DIY монтаж. Транзисторът може да бъде биполярен или полеви. Блокирането е изобретено във време, когато все още не е имало микросхеми, но веригата все още представлява интерес.
Блокиращият осцилатор е автоосцилатор със силна трансформаторна положителна обратна връзка, предназначен да генерира краткотрайни импулси с голямо съотношение на период към продължителност на импулса, т.е. с висок работен цикъл. Честотата на блокиращия осцилатор може да варира от няколко херца до стотици KHz.
Веригата на блокиращия генератор и времедиаграмите на работа са показани в раздела (може да се кликне). Съединителната намотка е свързана към връзката емитер-база на транзистора VT последователно чрез кондензатор C. Когато веригата е включена, леко увеличение на колекторния ток през съединителната намотка причинява появата и увеличаването на базовия ток. Този процес е лавинообразен и води до преминаване на транзистора в състояние на насищане.
Същият ток зарежда кондензатора, като по този начин намалява напрежението база-емитер. Когато напрежението на зареждане на кондензатора стане равно на напрежението на намотката на съединителя, базовият ток и съответно колекторният ток рязко падат до нула. В изходната намотка се формира почти правоъгълен импулс на напрежение.
Тъй като от този момент напрежението на обратната връзка е почти нула, напрежението с отрицателна полярност на кондензатор С се прилага към прехода база-емитер и поставя транзистора в състояние на прекъсване. След това процесът на разреждане на кондензатор C започва експоненциално през R от източника на захранване. При достигане на напрежението на отваряне започва лавинообразно нарастване на тока на транзистора и се образува нов импулс, процесът става периодичен.
Транзисторът може да бъде всичко с достатъчно високо усилване. Трансформаторът обикновено се навива на феритен пръстен. Колекторната намотка съдържа 30-50 оборота тел. Комуникационна намотка 3-5 оборота. Колкото по-малък е размерът на пръстена и колкото по-ниска е планираната честота на генериране, толкова повече завои са необходими. Ако се използва транзистор с полеви ефекти, комуникационната намотка съдържа същия брой навивки като възбуждащата намотка, тъй като за управление на ключовите транзистори с полеви ефекти е необходимо напрежение от 4 до 20 волта.
Транзисторът на генератора трябва да бъде защитен от емисии на ЕМП. Ако транзисторът е полеви, достатъчно е да поставите диод между портата и плюса на източника на захранване. При тази опция импулсът при изтичане ще бъде прекъснат при нивото на напрежението на IP плюс спада на диода (0,5 - 1 V). Полевите транзистори обикновено са защитени от пренапрежение на дренажа чрез вградени диоди.
В най-простия случай можете да направите без кондензатор. В това изпълнение, блокиращият осцилатор превключва, когато пръстенът е наситен. Опростена схема може да се използва за захранващи устройства с ниско напрежение и малки размери на пръстена. Ефективността на веригата е доста ниска.
Честотата на блокиране на генератора силно зависи от захранващото напрежение. В тази връзка е по-добре да използвате импулсни генератори на микросхеми, особено след като не е необходимо да навивате комуникационната намотка. Има смисъл да се използва блокиране, когато напрежението на източника на захранване не надвишава няколко волта, например, когато се захранва от 1-3 батерии. Ако използвате германиев транзистор, веригата може да работи, когато батериите са разредени до 0,5 V.
В тази статия ще ви разкажа за какво е блокиращ генератор.
Блокиращият генератор е импулсен генератор с относително кратка продължителност и дълъг период. Действа благодарение на обратна връзка на трансформатора. Поради своята простота, блокиращият генератор се използва широко в компактни преобразуватели на напрежение (тази схема например може да се намери във всяка втора електронна верига на запалката).
Това е блокиращ генератор (един от многото варианти на тази схема):
Както можете да видите, сглобяването му е наистина лесно. Най-трудната част в него е трансформаторът.Но първо всичко.
1) Принцип на действие
Първо, намотка 2 действа като "резистор", т.е. през него и резистора протича ток, който започва да отваря транзистора.Отварянето на транзистора води до поява на ток в намотка 1, а това от своя страна води до поява на напрежение върху намотка 2, т.е. напрежението в основата на транзистора се увеличава допълнително, той се отваря още повече и това се случва, докато сърцевината или транзистора влязат в насищане. Когато това се случи, токът през намотка 1 започва да намалява, следователно напрежението на намотка 2 променя полярността, което води до затваряне на транзистора.Това е, цикълът е затворен!
2) Подробности
Трансформаторнамотка 1 обикновено е 2 пъти по-голяма от намотка 2, а броят на намотките и диаметърът на проводника се избират в зависимост от напрежението на намотка 3 и тока през нея.
Резисторобикновено се приема в диапазона от 1 kOhm - 4,7 kOhm.
ТранзисторПочти всеки ще направи.
3) Тест
Първо, нека сглобим основна генераторна верига. Това е трансформаторът от баласта на енергоспестяваща лампа:
На него първо навих намотка 2 (18 оборота с тел 0,4 mm)
Изолирах го (обикновена електрическа лента ще свърши работа)
И тогава навих намотка 1 (36 оборота със същия проводник като втория)
И накрая, вкарах сърцевината и я закрепих със същата електрическа лента
В този момент трансформаторът е готов.
Избрах мощен транзистор: KT805, защото намотката има само 36 оборота от не най-тънката жица (ниско съпротивление).
Резистор 2,2 kOhm.
Ето какво завърших:
Както разбирате, ще взема храна от короната.
И така, с транзистор KT805, резистор 2,2 kOhm и намотка 1 е 2 пъти по-голяма от намотка 2, осцилограмата на напрежението между колектора и емитера изглежда така:
Амплитуда 60V, честота около 170kHz.
Сега нека инсталираме резистор 4,7 kOhm. Осцилограмата изглежда така:
Амплитудата е около 10V, честотата е същата.
Сега нека инсталираме резистор 1kOhm:
Амплитуда 120V, честота около 140kHz.
Сега нека върнем резистора 2,2 kOhm и разменим намотките:
Амплитуда 80V, честота около 250kHz.
4. Заключение
Колкото по-голям е коефициентът на обратна връзка, толкова по-бързо се повишава сигналът и толкова по-висока е честотата (Колкото по-малък е резисторът и колкото по-голямо е съотношението на броя навивки на намотка 2/броя навивки на намотка 1, толкова по-голяма е обратната връзка Коефициентът на обратна връзка също се влияе от усилването на транзистора.
5) Практически ползи
Вероятно сте забелязали, че не казах нито дума за намотка 3. Тя е необходима, за да се премахне изходното напрежение.
Нека да видим какво ще се случи, ако навием 3100 намотки от тел 0,08 mm в една намотка:
Първо, разбира се, трябва да навием трансформатора. Нека изолираме последния слой в миналото:
Сега навиваме 100 оборота от тел 0,08. Сглобяваме ядрото. СВЪРЗВАМЕ ДИОД КЪМ ИЗХОДА (може да се използва всеки с обратно напрежение от поне 200V. Например, взех евтиния и общ 1n4007). Запояване на веригата:
Необходим е диод за прекъсване на отрицателните емисии. Нека да разгледаме изходната осцилограма:
Постоянна съставка 50V, амплитуда на импулсите 50V. За да премахнем импулсния компонент, поставяме кондензатор на изхода. 0.1uF ще направи:
Осцилограма:
Постоянно напрежение с амплитуда 100V.
При приближаване:
Малки флуктуации с амплитуда 50 mV.
И накрая пълната диаграма:
Ако няма генериране, запояйте няколко микрофарадови кондензатора успоредно на резистора.
Списък на радиоелементите
| Обозначаване | Тип | Деноминация | Количество | Забележка | Магазин | Моят бележник |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Биполярен транзистор | KT805A | 1 | Към бележника | |||
| Изправителен диод | 1N4007 | 1 | Към бележника | |||
| Резистор | 2,2 kOhm | 1 |
За тези от вас, които не знаят за какво говорим, блокиращият осцилатор е малка верига със самостоятелно захранване, която ще ви позволи да запалите светодиоди от стари батерии, чието напрежение е паднало до 0,5 волта.
Смятате ли, че батерията вече е изживяла времето си? Свържете го към блокиращия генератор и изстискайте до последната капка енергия от него със собствените си ръце!
Стъпка 1: Компоненти и инструменти
Проектът ще се нуждае само от няколко неща, които се виждат на снимката, но за тези от вас, които обичат да четат, ще прикача текстова версия на списъка:
- Поялник
- Спойка
- Светодиод
- Транзистор 2N3904 или еквивалентен
- Резистор 1K
- Тороидно мънисто
- Тънка тел, два цвята
Ако намерите транзистор 2N4401 или BC337, светодиодът ще свети по-ярко, тъй като те са предназначени за по-висок ток.
Стъпка 2: Увийте тороида с тел
Първо трябва да увиете жицата около тороида. Намерих моя в едно старо захранване. Тороидите са подобни по форма на поничка и се привличат от магнит.
Вземете две жици и завъртете краищата им заедно (не е нужно да правите това, но това ще направи навиването на тороида малко по-лесно).
Прекарайте усуканите краища през тороида, след това вземете другите два (неусукани краища) и ги увийте около тороида. Не усуквайте проводниците, уверете се, че няма място в цялата намотка, където два проводника с един и същи цвят са разположени един до друг. В идеалния случай трябва да направите 8-11 завъртания, разположени на същото разстояние един от друг и плътно прилежащи към тороида. След като приключите с опаковането, отрежете излишната дължина на проводника, оставяйки около 5 см за свързване с други компоненти на веригата.
Отстранете част от изолацията от краищата на проводниците, след това вземете по един проводник от всяка страна, като се уверите, че са с различни цветове. Завъртете ги и вашият тороид е готов.
Стъпка 3: Запояване на компонентите
Време е да споим всичко в едно устройство. Можете да поставите всичко на макет, но в инструкциите реших да сглобя всичко на коляното си. Можете да следвате текстовите инструкции или да запоите всичко според снимките - там всичко е перфектно показано.
Първо вземете двата външни контакта на транзистора и ги огънете леко навън, а средния огънете навътре. Също така огънете контактите на светодиода навън. Това е незадължителна стъпка, но ще улесни запояването на компонентите.
Вземете един от тороидните проводници, които са останали несвързани (точно така, един от проводниците не е усукан заедно). Запоете го към едната страна на резистора. Запоете другия край на резистора към средния щифт на транзистора.
Вземете втория единичен проводник на тороида и го запоете към колектора на транзистора. Запоете положителния контакт на светодиода също към колектора, а отрицателния контакт към емитера.
Всичко, което остава да направите, е да запоите удължителния проводник към отрицателния извод на светодиода. Вземете парчето тел, което сте имали преди, и го запоете към емитера на транзистора.
Стъпка 4: Изпробване на устройството в действие
Всичко е готово! Завършихте своя блокиращ осцилатор с един транзистор. Прикрепете усуканите тороидни проводници към положителната клема на батерията и удължителния проводник към отрицателната клема. Ако всичко е сглобено правилно, светодиодът ще светне. Ако светодиодът не свети, опитайте да увиете тороида с по-тънък проводник.
Понякога трябва да използвате флуоресцентна лампа със студен катод от подсветката на стар LCD монитор, но нямате наличен инвертор. Домашен блокиращ генератор ще ни помогне! Схемата е доста проста:
Взех готов дросел от електронния баласт на компактна флуоресцентна лампа. Тази намотка, съдържаща най-голям брой навивки, ще произведе най-високото напрежение за лампата.
Трябва внимателно да извадите сърцевината от индуктора, да изолирате намотката с лента и да увиете колекторната намотка отгоре с тел с приблизително същата дебелина. Имам около 24 оборота. Необходимо е да се навива завой до завой. Получава се само един слой.
Залепваме слой лента върху нашата намотка и навиваме основната намотка върху нея - около 6 оборота с тел със същата дебелина. Поставяме ядрото обратно. Имаме бобина с 6 терминала.
Транзистор KT835A. Можете да използвате други, но не всеки един. От моя запас много транзистори дадоха лоши резултати или изобщо не генерираха високо напрежение.
Транзисторът трябва да се постави на радиатор - много се нагрява! Резисторът също става много горещ, така че използвах 5 броя по 10 ома всеки. И 2 кондензатора. Как изглежда и работи всичко в снимките по-долу.
Това устройство се управлява от компютърно захранване. Консумиран ток 1А. Ако лампата не свети напълно от 5 волта, тогава можете постепенно да увеличите напрежението. След запалване по цялата дължина напрежението може да се намали, така че лампата да се нагрява по-малко.
Също така, блокиращият генератор ви позволява да включите флуоресцентни лампи дори с изгоряла намотка.
Ето пример за това как работи компактна флуоресцентна лампа. Между другото, дроселът е взет точно от такава лампа.
И това не е краят на приложението на това изобретение! Вместо лампи можете да свържете умножител на напрежение към проводници с високо напрежение. Тогава на неговите изходи се получава високо напрежение, което може да проникне във въздуха, т.е. ще видим мълния!
само при умножителят не трябва да се намира до блокиращия генератор!!! Високото напрежение поврежда транзистора!!!Изгорях няколко пъти, преди да разбера какво става.
За да видите в по-голям размер, трябва да кликнете върху линка с името на видеото, или върху бутона YouTube по време на възпроизвеждане!
И верига за умножение на напрежението. Кондензаторите са подходящи само за типа, показан на снимката, всякакви диоди.
Може да се направи повече икономичен блокаж - генераторс помощта на трансформатор за хоризонтално сканиране (TDKS) от стар телевизор или монитор. Поради способността си да работи на ниско напрежение, той се нарича още крадец на джаули или крадец на джаули. Използвах една батерия 1,2 V. Но устройството може да се захранва с по-високо напрежение - свързах максимум 19 волта. Приблизителна диаграма:
Само аз използвах транзистор MJE13003 и променлив резистор 680 Ohm. За да свържете правилно трансформатора, трябва да намерите два терминала с най-ниско съпротивление (моите са 0,5 ома) и два с най-високо съпротивление (моите са 1 ом). В различните линии местоположението и съпротивлението на клемите ще бъдат различни. Тестване на веригата на видео:
За да видите в по-голям размер, трябва да кликнете върху линка с името на видеото, или върху бутона YouTube по време на възпроизвеждане!
:: Помогне
Принцип на работа на блокиращия генератор
Когато захранването е включено, транзисторът се отваря леко поради тока на отклонение през резистора R1. Тъй като напрежението не е било прилагано към трансформатора преди, през намотките не протича ток (токът през индуктора не може да се промени мигновено и токът не може веднага да възникне през товара, тъй като винаги има известна индуктивност на свързване или утечка). Така цялото захранващо напрежение веднага се формира върху намотка 2. Следователно, на намотка 1 се появява напрежение, определено от съотношението на броя на завъртанията на намотките 2 и 1. В основната верига се появява допълнителен ток, достатъчен за насищане на транзистора.
Веригата остава в това състояние, докато напрежението на кондензатора достигне такава стойност, че токът през резистора R2, в зависимост от разликата в напрежението на намотка 1 и напрежението на кондензатора, стане по-малко от необходимото за насищане на транзистора. Транзисторът започва да се затваря. Напрежението на намотка 2 и следователно на намотка 1 променя полярността. Напрежение на изключване, равно на спада на напрежението през отворения диод VD1, сега се прилага към базовия преход на транзистора. Транзисторът се изключва напълно.
За съжаление в статиите периодично се откриват грешки, те се коригират, статиите се допълват, разработват и се подготвят нови. Абонирайте се за новините, за да сте информирани.
Ако нещо не е ясно, питайте задължително!
Задай въпрос. Обсъждане на статията. съобщения.
Още статии
Практика на проектиране на електронни схеми. Урок по електроника....
Изкуството на разработване на устройства. Елементна база на радиоелектрониката. Типични схеми....
Генератор на сигнали с променлив работен цикъл. Корекция на коефициента...
Генераторна верига и регулируем работен цикъл, контролиран...
Направи си сам непрекъсваемо захранване. Направи си сам UPS, UPS. Синус, синусоида...
Как сами да направите непрекъсваемо захранване? Чисто синусоидално изходно напрежение, с...
Плавно регулиране, промяна на яркостта на светодиодите. Регулатор...
Плавен контрол на яркостта на LED. Схема на устройството със захранване...
Резонансен инвертор, усилващ преобразувател на напрежението. Схемата...
Инвертор 12/24 v 300. Резонансна верига....
Ключов режим на полеви транзистор (FET, MOSFET, MOS). Мощен, силен...
Използване на полеви транзистор като ключ....
Детектор, сензор, детектор на скрито окабеляване, прекъсвания, прекъсвания. Ш...
Схема на устройство за откриване на скрито окабеляване и прекъсванията му за независими...
Дросел, индуктор. Принцип на действие. Математически модел...
Индуктор, дросел в електронни схеми. Принцип на действие. Приложение...
