كيف يعمل منع المذبذب

مذبذب الحجب هو أحد أبسط أشكال المذبذبات القادرة على إنتاج تذبذبات ذاتية الاستدامة من خلال استخدام عدد قليل من المكونات السلبية والمكوّنة النشطة.

يتم استخدام اسم 'الحجب' نظرًا لحقيقة أن تبديل الجهاز الرئيسي في شكل BJT يتم حظره (قطعه) في كثير من الأحيان أكثر مما يُسمح بإجراءه أثناء مسار التذبذبات ، ومن هنا جاء اسم مذبذب الحجب .

حيث يتم استخدام مذبذب الحظر عادةً

سيولد هذا المذبذب ناتج موجة مربعة يمكن تطبيقه بشكل فعال لصنع دوائر SMPS أو أي دوائر تبديل مماثلة ، ولكن لا يمكن استخدامه لتشغيل المعدات الإلكترونية الحساسة.

تصبح النغمات التي تم إنشاؤها باستخدام هذا المذبذب مناسبة تمامًا لأجهزة الإنذار وأجهزة ممارسة كود مورس ، شواحن البطاريات اللاسلكية تصبح الدائرة قابلة للتطبيق أيضًا كضوء قوي في الكاميرات ، والذي يمكن رؤيته غالبًا قبل النقر فوق الفلاش مباشرةً ، وتساعد هذه الميزة في تقليل تأثير العين الحمراء الشائنة.

بسبب التكوين البسيط ، هذا دارة مذبذب يستخدم على نطاق واسع في المجموعات التجريبية ، ويجد الطلاب أنه من الأسهل والممتع فهم التفاصيل بسرعة.

كيف يعمل مذبذب الحظر

بالنسبة صنع مذبذب مانع يصبح اختيار المكونات أمرًا بالغ الأهمية بحيث يكون قادرًا على العمل مع التأثيرات المثلى.

إن مفهوم مذبذب الحجب مرن للغاية في الواقع ، ويمكن أن تتنوع النتيجة منه على نطاق واسع ، ببساطة عن طريق تغيير خصائص المكونات المعنية مثل المقاومات والمحول.

ال محول هنا يصبح على وجه التحديد جزءًا مهمًا ويعتمد شكل الموجة الناتج بشكل كبير على نوع أو صنع هذا المحول. على سبيل المثال ، عند استخدام محول نبضي في دائرة مذبذب معوق ، فإن الشكل الموجي يصل إلى شكل موجات مستطيلة تتكون من فترات صعود وهبوط سريع.

يصبح الإخراج المتذبذب من هذا التصميم متوافقًا بشكل فعال مع المصابيح ومكبرات الصوت وحتى المرحلات.

واحد المقاوم يمكن رؤيته يتحكم في تردد مذبذب الحاجز ، وبالتالي إذا تم استبدال هذا المقاوم بوعاء ، يصبح التردد متغيرًا يدويًا ويمكن تعديله وفقًا لمتطلبات المستخدمين.

ومع ذلك ، يجب الحرص على عدم تقليل القيمة إلى ما دون الحد المحدد الذي قد يؤدي بخلاف ذلك إلى إتلاف الترانزستور وإنشاء خصائص شكل موجة ناتجة غير مستقرة بشكل غير عادي. يوصى دائمًا بوضع مقاومة ثابتة ذات قيمة دنيا آمنة في سلسلة مع الوعاء لمنع هذا الموقف.

تشغيل الدائرة

تعمل الدائرة بمساعدة ردود الفعل الإيجابية عبر المحول من خلال ربط فترتين زمنيتين للتبديل ، أي الوقت T مغلق عند إغلاق المفتاح أو الترانزستور ، والوقت Topen عندما يكون الترانزستور مفتوحًا (غير موصل). يتم استخدام الاختصارات التالية في التحليل:

• ر ، الوقت ، أحد المتغيرات
• مغلق: فوري في نهاية الدورة المغلقة ، تهيئة الدورة المفتوحة. أيضا ضخامة الوقت المدة الزمنية عندما يكون المفتاح مغلقًا.
• Topen: فوري في نهاية كل دورة مفتوحة ، أو بداية الدورة المغلقة. مثل T = 0. أيضا ضخامة الوقت المدة الزمنية عندما يكون المفتاح مفتوحًا.
• Vb ، إمداد الجهد على سبيل المثال Vbattery
• Vp ، الجهد في غضون اللف الأساسي. سوف يسمح ترانزستور التحويل المثالي بجهد إمداد Vb عبر الأساسي ، وبالتالي في وضع مثالي ، سيكون Vp = Vb.
• مقابل الجهد بجانب اللف الثانوي
• Vz ، جهد الحمل الثابت الناتج بسبب على سبيل المثال عن طريق الجهد المعاكس لصمام زينر أو الجهد الأمامي للتيار المتصل (LED).
• إم ، جذب التيار عبر المرحلة الابتدائية
• Ipeak ، m ، أعلى أو تيار مغنطيس 'الذروة' على الجانب الأساسي من trafo. يحدث قبل Topen مباشرة.
• Np ، عدد المنعطفات الأولية
• Ns ، عدد المنعطفات الثانوية
• N ، نسبة اللف معرفة أيضًا بـ Ns / Np ،. بالنسبة لمحول تم تكوينه بشكل مثالي يعمل في ظروف مثالية ، لدينا Is = Ip / N ، Vs = N × Vp.
• Lp ، الحث الذاتي الأساسي ، قيمة محسوبة بعدد الدورات الأولية Np تربيع ، و 'عامل الحث' AL. كثيرا ما يتم التعبير عن الحث الذاتي بالصيغة Lp = AL × Np2 × 10−9 henries.
• R ، التبديل المشترك (الترانزستور) والمقاومة الأولية
• للأعلى ، الطاقة المتراكمة داخل تدفق المجال المغناطيسي عبر اللفات ، كما يعبر عنها التيار الممغنط Im.

العملية أثناء Tclosed (الوقت عندما يكون المفتاح مغلقًا)

في اللحظة التي ينشط فيها ترانزستور التحويل أو يطلقه ، فإنه يطبق جهد المصدر Vb فوق الملف الأولي للمحول.

يولد الإجراء تيارًا ممغنطًا Im على المحول مثل Im = V الأولي × t / Lp

حيث قد يكون t (الوقت) متغيرًا بمرور الوقت ويبدأ عند 0. التيار الممغنط المحدد Im الآن `` يركب '' أي تيار ثانوي متولد عكسيًا قد يحدث للحث على الحمل على الملف الثانوي (على سبيل المثال في عنصر التحكم الطرفية (القاعدة) للمفتاح (الترانزستور) وعادت لاحقًا إلى التيار الثانوي في المرحلة الأولية = Is / N).

يولد هذا التيار المتغير في المرحلة الأولية بدوره تدفقًا مغناطيسيًا متغيرًا داخل لفات المحولات مما يتيح جهدًا ثابتًا تمامًا Vs = N × Vb عبر الملف الثانوي.

في العديد من التكوينات ، قد يُضاف الجهد الجانبي الثانوي V مع جهد الإمداد Vb نظرًا لحقيقة أن الجهد على الجانب الأساسي هو تقريبًا Vb ، Vs = (N + 1) × Vb بينما يكون المفتاح (الترانزستور) في وضع التوصيل.

وبالتالي ، قد يميل إجراء التحويل إلى الحصول على جزء من جهد التحكم أو التيار مباشرة من Vb بينما الباقي من خلال Vs.

هذا يعني أن جهد التحكم في المفتاح أو التيار سيكون في الطور

ومع ذلك ، في حالة عدم وجود مقاومة أولية ومقاومة لا تذكر عند تبديل الترانزستور ، فقد يؤدي ذلك إلى ارتفاع التيار المغنطيسي Im بـ 'منحدر خطي' يمكن التعبير عنه بالصيغة كما هو موضح في الفقرة الأولى.

افترض على العكس من ذلك أن هناك قدرًا كبيرًا من المقاومة الأولية للترانزستور أو كليهما (المقاومة المشتركة R ، على سبيل المثال مقاومة الملف الأولي إلى جانب المقاوم المرتبط بالباعث ، مقاومة قناة FET) ، ثم يمكن أن ينتج عن ثابت وقت Lp / R ارتفاع منحنى التيار الممغنط مع انخفاض المنحدر باستمرار.

في كلا السيناريوهين ، سيكون للتيار الممغنط Im تأثير قيادي من خلال التيار الأولي والترانزستور المدمج Ip.

هذا يعني أيضًا أنه إذا لم يتم تضمين المقاوم المحدد ، فقد يزيد التأثير بشكل لا نهائي.

ومع ذلك ، كما تمت دراسته أعلاه خلال الحالة الأولى (مقاومة منخفضة) ، قد يفشل الترانزستور في النهاية في التعامل مع التيار الزائد ، أو ببساطة ، قد تميل مقاومته إلى الارتفاع إلى الحد الذي قد يصبح فيه انخفاض الجهد عبر الجهاز مساويًا لـ تسبب جهد الإمداد في التشبع الكامل للجهاز (والذي يمكن تقييمه من خلال مكاسب الترانزستور hfe أو مواصفات 'بيتا').

في الحالة الثانية (على سبيل المثال ، تضمين مقاومة أولية و / أو باعث) ، قد يصل المنحدر (المتساقط) للتيار إلى نقطة يكون فيها الجهد المستحث على الملف الثانوي غير كافٍ للحفاظ على الترانزستور في موضع التوصيل.

في السيناريو الثالث ، فإن الأساسية المستخدمة في المحولات قد تصل إلى نقطة التشبع والانهيار مما قد يمنعه من دعم أي مغنطة أخرى ، ويمنع عملية الحث الأولية إلى الثانوية.

وبالتالي ، يمكننا أن نستنتج أنه خلال جميع المواقف الثلاثة كما تمت مناقشته أعلاه ، فإن المعدل الذي يرتفع عنده التيار الأولي أو معدل ارتفاع التدفق في قلب حركة المرور في الحالة الثالثة ، قد يُظهر ميلًا هبوطيًا نحو الصفر.

بعد قولي هذا ، في السيناريوهين الأولين ، وجدنا أنه على الرغم من حقيقة أن التيار الأساسي يبدو أنه يواصل إمداده ، فإن قيمته تلامس مستوى ثابتًا قد يكون مساويًا لقيمة العرض التي قدمها Vb مقسومًا على مجموع المقاومة R في الجانب الأولي.

في مثل هذه الحالة 'المحدودة الحالية' ، قد يميل تدفق المحول إلى إظهار حالة ثابتة. باستثناء التدفق المتغير ، والذي قد يحافظ على تحفيز الجهد عبر الجانب الثانوي من حركة المرور ، فإن هذا يعني أن التدفق الثابت يشير إلى فشل عملية الحث عبر اللف مما يؤدي إلى انخفاض الجهد الثانوي إلى الصفر. يؤدي هذا إلى فتح المفتاح (الترانزستور).

يشرح التفسير الشامل أعلاه بوضوح كيفية عمل مذبذب الكتلة وكيف يمكن استخدام دائرة مذبذب مرنة للغاية ومتعددة الاستخدامات لأي تطبيق محدد وضبطها بدقة إلى المستوى المطلوب ، كما قد يفضل المستخدم التنفيذ.