Generador de bloqueo : un generador de señal con retroalimentación positiva de transformador , que genera impulsos eléctricos a corto plazo (generalmente de fracciones de microsegundos a milisegundos) que se repiten a intervalos grandes en relación con la duración del pulso, es decir, que tienen un ciclo de trabajo grande .
Se utilizan en ingeniería de radio y en dispositivos de tecnología de impulso . Se utiliza un transistor o un tubo de electrones como elemento activo .
Un oscilador de bloqueo es un circuito de relajación que contiene un elemento amplificador (por ejemplo, un transistor ) que funciona en modo clave y un transformador a través del cual se proporciona retroalimentación positiva.
Las ventajas de los generadores de bloqueo son la simplicidad comparativa, la capacidad de conectar la carga a través de un transformador con aislamiento galvánico , la capacidad de generar pulsos potentes de forma similar a los rectangulares.
Entre la variedad de casos de uso para el bloqueo de generadores, se pueden distinguir cuatro principales:
Cuando se utilizan como modeladores de pulsos, los generadores de bloqueo funcionan en modo de espera . Sus características más importantes son: la sensibilidad al disparo, la duración de los pulsos generados y su estabilidad, la frecuencia máxima alcanzable de operaciones.
En generadores de bloqueo con devanados opuestos (retroalimentación positiva), el número de vueltas del devanado base (o de rejilla) del transformador debe exceder el número de vueltas del colector (o ánodo) al menos tres veces.
El circuito funciona gracias a la retroalimentación positiva a través del transformador. Durante el tiempo T cerrado la llave está cerrada, durante el tiempo T abierto la llave está abierta.
Cuando se enciende el interruptor (ya sea un transistor o un tubo de vacío), casi todo el voltaje de la fuente de alimentación Vb se aplica al devanado primario del transformador. En este caso, debido a la inductancia del devanado, la corriente de magnetización I n \u003d V 1 × t / L, donde t es el parámetro de tiempo, aumenta aproximadamente de forma lineal.
Esta corriente magnetizante I n seguirá, por así decirlo, la corriente inducida del devanado secundario I 2 que fluye hacia su carga (por ejemplo, a la entrada de control de la tecla; la corriente del primer devanado inducida por el devanado secundario = I 1 /N). Un cambio en la corriente del devanado primario provoca un cambio en el flujo del campo magnético que pasa por los devanados del transformador; este campo magnético cambiante induce una tensión relativamente constante en el devanado secundario V 2 = N × V b . En algunos circuitos (como se muestra en las imágenes), el voltaje del devanado secundario V 2 se suma al voltaje de entrada de la fuente V b ; en este caso, debido al hecho de que la caída de tensión en el devanado primario (mientras que la clave h) es aproximadamente V b , V 2 = (N + 1) × V b . O la llave puede obtener algo de su voltaje o corriente de control directamente de Vb y el resto será del V2 inducido . Por lo tanto, el voltaje de control del interruptor está "en fase" en el sentido de que mantiene el interruptor cerrado y esto (a través del interruptor) mantiene la caída de voltaje primario de entrada.
En el caso de que la resistencia del devanado primario o la llave sea pequeña, el aumento en la corriente de magnetización I n es lineal y se describe mediante la fórmula en el primer párrafo. Si la resistencia del devanado primario o del interruptor, o ambos (impedancia R, por ejemplo, la resistencia del devanado primario + resistencia del emisor, la resistencia del canal FET), la constante de tiempo L/R hace que la corriente de magnetización tenga una curva ascendente con una pendiente cada vez menor. En cualquier caso, la corriente de magnetización I n superará la corriente total del devanado primario (y la llave) I 1 . Sin un limitador, crecerá para siempre.
En cualquier caso, la tasa de aumento de la corriente de magnetización del devanado primario (y por lo tanto del flujo magnético), o directamente la tasa de aumento del flujo magnético en caso de saturación del núcleo magnético, cae a cero (más o menos). ). En los dos primeros casos, aunque la corriente continúa circulando por el devanado primario, alcanza un valor estable igual a la tensión de alimentación Vb dividida por la impedancia R del circuito del devanado primario. En este caso de corriente limitada, el flujo magnético del transformador será constante. Solo el flujo magnético cambiante induce una FEM en el devanado secundario, por lo que un flujo magnético constante hará que esta FEM esté ausente en el devanado secundario. El voltaje del devanado secundario cae a cero. En el momento en que T está abierto , la llave se abre.
La corriente de magnetización primaria es ahora I pulso, máx. = V 1 ×T es cerrado /L. La energía U = ½×L×I pulso, máx. 2 se almacena en este campo magnético generado por I pulso, máx . Ahora que no hay voltaje del devanado primario ( Vb ), para soportar más aumentos en el campo magnético, o al menos el campo en un estado estable, la llave se abre, eliminando así el voltaje del devanado primario. El campo magnético (flujo) comienza a colapsar, y este colapso empuja la energía hacia el circuito, creando corriente y voltaje en las vueltas del devanado primario, del devanado secundario o de ambos. La inducción en el devanado primario ocurrirá a través de sus vueltas, a través de las cuales pasan las líneas del campo magnético (representadas por la inductancia del devanado primario L); el flujo magnético comprimido crea un voltaje en el primario, lo que hace que la corriente continúe fluyendo desde el primario hacia el interruptor (ahora abierto), o fluya hacia la carga en el circuito primario, como un LED, un diodo zener, etc. Inducción en el secundario ocurrirá a través de sus vueltas, a través de las cuales pasan líneas de campo magnético mutuo (conectado); esta inducción hace que aparezca un voltaje en las espiras del secundario, y si este voltaje no está bloqueado (por ejemplo, por un diodo o una resistencia muy alta de la base del transistor de efecto de campo), la corriente del secundario fluirá hacia el circuito secundario (sólo en sentido contrario). En cualquier caso, si no hay nadie que consuma la corriente, el voltaje en la tecla aumentará muy rápidamente. Sin carga en el circuito primario, o en el caso de una corriente secundaria muy baja, el voltaje estará limitado solo por la capacitancia parásita de los devanados (la llamada capacitancia vuelta a vuelta), y esto puede destruir el interruptor. Cuando solo hay capacitancia entre espiras en el circuito y la carga secundaria más pequeña, comienzan ondulaciones de muy alta frecuencia, y estas "ondulaciones parásitas" son una fuente de interferencia electromagnética.
El voltaje secundario ahora es negativo como sigue. El flujo magnético decreciente induce una corriente en el devanado primario de tal manera que fluye desde el devanado primario hacia el interruptor recién abierto, en la misma dirección en la que fluía mientras el interruptor estaba cerrado. Para que la corriente fluya desde el extremo del devanado primario conectado a la llave, el voltaje del lado de la llave debe ser positivo con respecto al extremo opuesto, es decir, al que del lado de la fuente de voltaje V segundo _ Pero este es el voltaje del primario, de polaridad opuesta a la que tenía mientras el interruptor estaba cerrado: en el momento T cerrado , el lado del interruptor del primario era aproximadamente cero y, por lo tanto, negativo con respecto al lado de suministro; ahora en el tiempo T abierto se ha vuelto positivo con respecto a V b .
Debido a la dirección de los devanados del transformador, el voltaje que aparece en el secundario ahora debe ser negativo . El voltaje base negativo mantendrá abierto el interruptor (como el transistor bipolar NPN o el FET de canal N) , y esto continuará hasta que toda la energía del flujo magnético decreciente haya sido absorbida (por algo). Cuando el absorbedor es un circuito de devanado primario, por ejemplo, un diodo zener (o LED) con un voltaje V s , conectado de vuelta a las espiras del devanado primario, la forma actual será un triángulo con el tiempo T abierto , calculado por el fórmula I p \u003d I pulso, max - V s ×T abierto / L p , donde I pulso, max es la corriente del devanado primario en el momento de abrir la llave. Si el sumidero es un capacitor, el voltaje y la corriente son una sinusoide, y si el sumidero es un capacitor con una resistencia, el voltaje y la corriente tienen la forma de una sinusoide amortiguada.
Cuando la energía finalmente se agote, el circuito de control se "desbloqueará". El voltaje de control (o corriente) en el interruptor ahora está libre para "fluir" hacia la entrada de control y cerrar el interruptor. Es más fácil ver cuando el capacitor "cambia" el voltaje o la corriente de control; las ondas transfieren el voltaje o la corriente de control de negativo (llave abierta) a través de 0 a positivo (llave cerrada).