Cara Kerja Blocking Oscillator

Osilator pemblokiran adalah salah satu bentuk osilator paling sederhana yang mampu menghasilkan osilasi mandiri hanya dengan menggunakan beberapa komponen aktif dan pasif.

Nama 'pemblokiran' diterapkan karena fakta bahwa peralihan perangkat utama dalam bentuk BJT diblokir (cut-of) lebih sering daripada yang diizinkan untuk dilakukan selama osilasi, dan karenanya disebut osilator pemblokiran nama .

Dimana Osilator Pemblokiran Biasanya Digunakan

Osilator ini akan menghasilkan output gelombang persegi yang dapat diterapkan secara efektif untuk membuat sirkuit SMPS atau sirkuit switching serupa, tetapi tidak dapat digunakan untuk mengoperasikan peralatan elektronik yang sensitif.

Nada nada yang dihasilkan dengan osilator ini menjadi sangat cocok untuk alarm, perangkat latihan kode morse, pengisi daya baterai nirkabel dll. Sirkuit ini juga dapat digunakan sebagai lampu sorot pada kamera, yang sering terlihat sebelum mengklik lampu kilat, fitur ini membantu mengurangi efek mata merah yang terkenal.

Karena konfigurasinya yang sederhana, ini rangkaian osilator banyak digunakan dalam perangkat percobaan, dan siswa merasa lebih mudah dan menarik untuk memahami detailnya dengan cepat.

Cara Kerja Blocking Oscillator

Untuk membuat osilator pemblokiran Pemilihan komponen menjadi hal yang cukup kritis agar mampu bekerja dengan efek yang optimal.

Konsep osilator pemblokiran sebenarnya sangat fleksibel, dan hasil dari itu dapat sangat bervariasi, hanya dengan memvariasikan karakteristik komponen yang terlibat seperti resistor, transformator.

Itu transformator di sini secara khusus menjadi bagian penting dan bentuk gelombang keluaran sangat tergantung pada jenis atau merek transformator ini. Misalnya ketika transformator pulsa digunakan dalam rangkaian osilator pemblokiran, bentuk gelombang mencapai bentuk gelombang persegi panjang yang terdiri dari periode naik dan turun yang cepat.

Keluaran osilasi dari desain ini menjadi kompatibel secara efektif dengan lampu, pengeras suara, dan bahkan relai.

Tunggal penghambat dapat dilihat mengontrol frekuensi osilator pemblokiran, dan oleh karena itu jika resistor ini diganti dengan pot, frekuensi menjadi variabel manual dan dapat disesuaikan sesuai kebutuhan pengguna.

Namun harus berhati-hati untuk tidak mengurangi nilai di bawah batas yang ditentukan yang dapat merusak transistor dan menciptakan karakteristik bentuk gelombang keluaran yang tidak stabil. Selalu disarankan untuk memposisikan resistor tetap nilai minimum yang aman secara seri dengan pot untuk mencegah situasi ini.

Operasi sirkuit

Rangkaian ini bekerja dengan bantuan umpan balik positif melintasi transformator dengan menghubungkan dua periode waktu switching yaitu, waktu T ditutup ketika sakelar atau transistor ditutup, dan waktu Topen ketika transistor terbuka (tidak berjalan). Singkatan berikut digunakan dalam analisis:

• t, waktu, salah satu variabel
• Tclosed: instan di akhir siklus tertutup, inisialisasi siklus terbuka. Juga besaran waktunya durasi saat sakelar ditutup.
• Topen: instan di setiap akhir siklus terbuka, atau awal siklus tertutup. Sama seperti T = 0. Juga besaran waktunya durasi setiap kali sakelar terbuka.
• Vb, tegangan suplai mis. Vbattery
• Vp, voltase dalam belitan primer. Transistor switching yang ideal akan memungkinkan tegangan suplai Vb melintasi primer, oleh karena itu dalam situasi ideal Vp akan = Vb.
• Vs, tegangan menyeberang belitan sekunder
• Vz, tegangan beban tetap yang dihasilkan karena misalnya dengan tegangan berlawanan dari dioda Zener atau tegangan maju dari yang terhubung (LED).
• Im, arus magnetisasi melintasi primer
• Ipeak, m, arus magnetisasi 'puncak' atau 'puncak' di sisi primer trafo. Berlangsung tepat sebelum Topen.
• Np, jumlah putaran primer
• Ns, jumlah lilitan sekunder
• N, rasio belitan juga didefinisikan sebagai Ns / Np,. Untuk transformator yang dikonfigurasi dengan sempurna yang bekerja dengan kondisi ideal, kami memiliki Is = Ip / N, Vs = N × Vp.
• Lp, induktansi diri primer, nilai dihitung dengan jumlah putaran primer Np kuadrat , dan AL 'faktor induktansi'. Induktansi diri sering dinyatakan dengan rumus Lp = AL × Np2 × 10−9 henry.
• R, saklar gabungan (transistor) dan resistansi primer
• Ke atas, energi terakumulasi dalam fluks medan magnet melintasi belitan, seperti yang dinyatakan oleh arus magnetisasi Im.

Operasi selama Tclosed (saat sakelar ditutup)

Saat transistor switching mengaktifkan atau memicunya, ia menerapkan tegangan sumber Vb di atas belitan primer transformator.

Tindakan tersebut menghasilkan arus magnetisasi Im pada transformator sebagai Im = V primer × t / Lp

di mana t (waktu) dapat berubah dengan waktu dan dimulai pada 0. Arus magnet yang ditentukan Im sekarang 'menunggangi' arus sekunder yang dibangkitkan terbalik Apa yang mungkin terjadi untuk menginduksi ke beban pada belitan sekunder (misalnya ke dalam kontrol terminal (basis) dari sakelar (transistor) dan selanjutnya dikembalikan ke arus sekunder di primer = Is / N).

Arus pengubah ini pada primer pada gilirannya menghasilkan fluks magnet yang berubah dalam belitan transformator yang memungkinkan tegangan yang cukup stabil Vs = N × Vb melintasi belitan sekunder.

Dalam banyak konfigurasi, tegangan sisi sekunder Vs dapat bertambah dengan tegangan suplai Vb karena fakta bahwa tegangan pada sisi primer kira-kira Vb, Vs = (N + 1) × Vb saat sakelar (transistor) berada di mode konduksi.

Dengan demikian, prosedur pensaklaran mungkin memiliki kecenderungan untuk memperoleh sebagian dari tegangan kendali atau arus langsung dari Vb sementara sisanya melalui Vs.

Ini menyiratkan bahwa tegangan kontrol-sakelar atau arus akan berada 'dalam fase'

Namun dalam situasi tidak adanya resistansi primer dan resistansi yang dapat diabaikan pada sakelar transistor, dapat mengakibatkan kenaikan arus magnetisasi Im dengan 'jalan linier' yang dapat diekspresikan dengan rumus seperti yang diberikan paragraf pertama.

Sebaliknya misalkan ada besaran resistansi primer yang signifikan untuk transistor atau keduanya (resistansi gabungan R, misalnya resistansi kumparan primer bersama dengan resistor yang terpasang dengan emitor, resistansi saluran FET), maka konstanta waktu Lp / R dapat menghasilkan a kurva arus magnetisasi yang meningkat dengan kemiringan yang menurun secara konsisten.

Dalam kedua skenario, arus magnetisasi Im akan memiliki efek memerintah melalui gabungan arus primer dan transistor Ip.

Ini juga menyiratkan bahwa jika resistor pembatas tidak disertakan, efeknya dapat meningkat tanpa batas.

Namun, seperti yang dipelajari di atas selama kasus pertama (resistansi rendah), transistor pada akhirnya mungkin gagal menangani arus berlebih, atau sederhananya, resistansinya mungkin cenderung naik ke tingkat di mana penurunan tegangan pada perangkat mungkin menjadi sama dengan tegangan suplai menyebabkan saturasi penuh perangkat (yang dapat dievaluasi dari spesifikasi transistor's gain hfe atau 'beta').

Dalam situasi kedua (misalnya dimasukkannya resistansi primer dan / atau emitor yang signifikan) kemiringan (penurunan) arus mungkin mencapai titik di mana tegangan induksi pada belitan sekunder tidak cukup untuk menjaga transistor dalam posisi konduksi.

Dalam skenario ketiga, file inti yang digunakan untuk trafo mungkin mencapai titik jenuh dan runtuh yang pada gilirannya akan menghentikannya dari mendukung magnetisasi lebih lanjut, dan melarang proses induksi primer ke sekunder.

Dengan demikian, kita dapat menyimpulkan bahwa selama ketiga situasi seperti yang dibahas di atas, laju kenaikan arus primer atau laju kenaikan fluks di inti trafo dalam kasus ketiga, mungkin menunjukkan kecenderungan turun ke arah nol.

Setelah mengatakan ini, dalam dua skenario pertama, kami menemukan bahwa meskipun arus primer tampaknya melanjutkan pasokannya, nilainya menyentuh tingkat konstan yang mungkin sama dengan nilai penawaran yang diberikan oleh Vb dibagi dengan jumlah dari resistansi R di sisi primer.

Dalam kondisi 'terbatas-arus' seperti itu, fluks transformator mungkin cenderung menunjukkan keadaan stabil. Kecuali fluks yang berubah, yang mungkin tetap menginduksi tegangan melintasi sisi sekunder trafo, hal ini menunjukkan bahwa fluks yang stabil merupakan indikasi kegagalan proses induksi melintasi belitan yang mengakibatkan tegangan sekunder turun ke nol. Hal ini menyebabkan saklar (transistor) terbuka.

Penjelasan komprehensif di atas dengan jelas menjelaskan bagaimana osilator pemblokiran bekerja dan bagaimana rangkaian osilator yang sangat serbaguna dan fleksibel ini dapat digunakan untuk aplikasi tertentu dan disetel dengan baik ke tingkat yang diinginkan, karena pengguna mungkin lebih suka menerapkannya.