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!
2) Детали
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.
3) Тест
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.
4) Вывод
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.
И наконец, полная схема:
Если генерации нет, впаяйте параллельно резистору конденсатор на пару микрофарад.
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!
2) Детали
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.
3) Тест
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.
4) Вывод
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.
И наконец, полная схема:
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.
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