Но само по себе не слишком значительное снижение времени закрывания транзистора не так важно. Важно другое – оказывается, не исчерпан ещё запас по управлению транзистором. Не только разрядкой выходной ёмкости всё определяется. Мы видим, что запускающий импульс спадает очень медленно. Как бы его ускорить? Вспомним, что у нас есть такие маленькие штучки – ферритовые бусинки для подавления помех фирмы Мурата. Называются они BL02RN2R1M2B и представляют собой небольшие проволочные скобки в виде буквы «П», на ножки которых надеты ферритовые трубочки. Это – нелинейный элемент. При малом токе индуктивность его довольно велика из-за высокой магнитной проницаемости. Но через некоторое время феррит входит в насыщение и индуктивность падает в сотни раз. Фактически, сопротивление этого элемента в сотни раз быстро падает. Что, если мы поставим эти дроссели для подавления помех в затворы транзисторов преобразователя? Фактически, мы осуществим некоторое «магнитное сжатие» управляющих импульсов и обострим их фронты. Посмотрим, что получится.
пятница, декабря 06, 2013
По-моему, неплохо получилось.
Но само по себе не слишком значительное снижение времени закрывания транзистора не так важно. Важно другое – оказывается, не исчерпан ещё запас по управлению транзистором. Не только разрядкой выходной ёмкости всё определяется. Мы видим, что запускающий импульс спадает очень медленно. Как бы его ускорить? Вспомним, что у нас есть такие маленькие штучки – ферритовые бусинки для подавления помех фирмы Мурата. Называются они BL02RN2R1M2B и представляют собой небольшие проволочные скобки в виде буквы «П», на ножки которых надеты ферритовые трубочки. Это – нелинейный элемент. При малом токе индуктивность его довольно велика из-за высокой магнитной проницаемости. Но через некоторое время феррит входит в насыщение и индуктивность падает в сотни раз. Фактически, сопротивление этого элемента в сотни раз быстро падает. Что, если мы поставим эти дроссели для подавления помех в затворы транзисторов преобразователя? Фактически, мы осуществим некоторое «магнитное сжатие» управляющих импульсов и обострим их фронты. Посмотрим, что получится.
четверг, декабря 05, 2013
Простой вентилятор...
Кстати, резисторы тоже заменил. На месте R1, вместо гирлянды резисторов на 36 Ом, 8 ватт поставил один SQP-10 на 47 Ом, а на месте R2 сейчас стоят два MF-2 последовательно суммарным сопротивлением в 22 Ома. Всё работает нормально, но нагрев почти не изменился. Да это и безразлично сейчас - вентилятор всё решает.
Даже частота практически не плывёт. При включении частота была 42,9 килогерца, с прогревом немножко выросла (до 43,6 килогерц), но вентилятор всё решил по-своему: уже полтора часа частота стоит на цифре 41,9 килогерца. Думаю, о лучшем я и мечтать не мог.
Сейчас попробую ещё несколько мелочей проверить и буду двигаться дальше.
среда, декабря 04, 2013
КТ973А не виноват.
Радиатор оставил тот же – небольшой, но вполне приличный, ребристый. Оказалось, что греется точно так же. Да это же и понятно. Зря я грешил на КТ973. Работают транзисторы в линейном режиме . Просто мощность порядка трёх ватт для такого радиатора довольно велика. Надо либо радиатор ставить раза в два больше, либо ставить вентилятор.
Кстати, о вентиляторе. Хорошая это идея. Я вот грешу на нагрев насыщающегося трансформатора и дрейф частоты преобразователя из-за этого нагрева. Хочу даже термокомпенсацию вводить. На самом деле, в прошлом году уже исследовалась эта термокомпенсация и получена нестабильность частоты меньше процента. Но вот подумалось: а ну её, термокомпенсацию! Может быть, лучше вентилятор поставить? И пусть он остужает этот трансформатор. Надо попробовать завтра.
Ну и на закуску, пару осциллограмм. Чисто для наукообразия. Просто красивые осциллограммы. Ничего нового, но это и хорошо. Всё работает, как часы. Только греется.
понедельник, декабря 02, 2013
Похоже, что КТ973 не подходит...
Зачем я гонял сегодня свой преобразователь? Хотел выяснить, сильно ли изменяется частота со временем. Оказалось, что вполне терпимо - процентов на 5-6. С дискретными стабилитронами на 15 вольт, 5 ватт этот уход заметно превышал 15 процентов.
Но и 5-6 многовато. Хотя бы раза в два снизить нужно. Завтра подберу подходящий транзистор и займусь термокомпенсацией. Надеюсь, уже немного проясняется смысл такого транзисторного "стабилитрона"? Если нет, то давайте вспомним вот такую формулу:
воскресенье, декабря 01, 2013
Регулируемый стабилитрон
Следующий шаг - регулировка напряжения управления.
пятница, ноября 29, 2013
Не так всё просто и однозначно.
Ну, вообще-то, если моя гипотеза верна, то при двухстах ваттах напряжение на стоке будет падать заметно быстрее. Хорошо бы проверить. Но нужна нагрузка соответствующая. И частоту надо уменьшить. Уже за восемьдесят килогерц перевалила. Надо бы не больше пятидесяти. Тогда и коммутационные потери будут поменьше. Нужно перемотать коммутирующий трансформатор и намотать там витков тридцать. Но это, скорее всего - в понедельник. Или завтра заеду? Посмотрим. На сегодня пока всё.
Пока не забыл!
Нам нужно питать индикаторные лампочки? Нагружаем лампочками тот же двенадцативольтовый источник. Наверняка найдётся ещё что-то. Ну а десятиваттный резистор сопротивлением 5,1 килоома параллельно выходу преобразователя много места на плате не займёт и лишним не будет точно.
четверг, ноября 28, 2013
Почему затягивается закрывание транзисторов?
среда, ноября 27, 2013
Немного осциллограмм...
вторник, ноября 26, 2013
Продолжаем анализировать полумост.
А пока посмотрим наглядно на упрощённой схеме, как текут токи на выходе.
Упрощённая схема полумоста
Посмотрим, как здесь будут выглядеть эти схемы:
суббота, ноября 23, 2013
Пояснения к схеме полумоста
Вот эта схема:
Номиналы конденсаторов С1 и С2 выбираются, исходя из тока нагрузки. Чем больше будет ток, тем больше должна быть ёмкость. Для десятка ватт достаточно и 0,047 мкф, а для сотни ватт нужны уже микрофарады. Я как-то закупил плёночные конденсаторы 2,2 мкф на 250 вольт, вот их и использую.
Резисторы R1 и R2 нужно применять одинакового номинала. Они служат для компенсации разброса ёмкостей С1 и С2 и помогают поддерживать в средней точке ровно половину напряжения. Чем меньше номинал, тем лучше. Но без фанатизма, как говорится. Я обычно применяю здесь полуваттные резисторы на 100 килоом. Можно и одноваттные на 47 килоом или около того, если не жалко греть воздух.
Конденсатор С3 нужен для формирования импульса первоначального запуска. Обычно ёмкости 0,01 мкф бывает достаточно. Но я для надёжного запуска использую ёмкость побольше - 0,033 или даже 0,068 мкф. Рабочего напряжения в 100 вольт обычно более, чем достаточно - напряжение больше, чем пробивное напряжение динистора, на нём быть не может.
Резисторы R3 и R4 можно заменить и одним резистором на полватта. Но я обычно ставлю резисторы на 0,25 ватт, поэтому лучше два впослед, так как четвертьваттные резисторы трёхсот вольт не выдержат долго.
Номинал их - порядка сто килоом каждый или побольше. От этого будет зависеть частота повторения запускающих импульсов. У меня в последнем варианте два резистора по 300 килоом и конденсатор на 0,068 мкф. Частота повторения импульсов запуска получилась чуть больше двухсот герц.
Трансформатор Т1 рассчитывать довольно просто. На его первичной обмотке будет то плюс 150 вольт, то минус 150 вольт. Для простоты возьмём какой-нибудь электронный трансформатор для питания галогенок, типа Ташибры и посмотрим на его трансформатор. Обычно там кольцо внешним диаметром порядка 25-30 мм или около того. Считаем число витков вторички. Эти витки обеспечивают примерно 11-12 вольт на выходе трансформатора. А на его первичке будут те же плюс-минус 150 вольт. Вот и сможем сказать, сколько там витков в первичке. Выбираем материал своего трансформатора. У меня это кольцо диаметром 25 миллиметров из феррита N87 в синей изоляции. Покупал, по-моему, в Платане. Получилось примерно 150 витков в первичке. Если намотается чуть меньше или чуть больше - не так важно. Не войдёт трансформатор в насыщение, феррит хороший и у него есть хороший запас по индукции. Главное - обеспечить нужное напряжение на вторичке. 150 витков удобно для расчёта. Получается примерно 1 виток на вольт.
А на вторичке нам нужно получить вольт двадцать или чуть больше. Значит, мотаем витков двадцать или чуть больше на вторичную обмотку. Диаметр провода значения не имеет - лишь бы поместился на кольце. Токи там небольшие будут течь.
Стабилитроны я ставлю импортные, на 15 вольт и 5 ватт. Включать их нужно встречно-последовательно, чтобы они работали при любой полярности.
Резисторы R5 и R6 нужно выбирать примерно ом на 15-30 каждый. Двухваттных будет мало - греются сильно. Пятиваттные должны справиться. Номиналы этих резисторов во многом определяют режимы переключения транзисторов, поэтому лучше их потом подобрать по форме осциллограмм и по частоте.
Трансформатор Т2 тоже легко посчитать или, лучше, подобрать немного число витков потом. Я использую кольцо диаметром 16 мм из того же N87 в той же синей изоляции. Можно и меньше. Скажем, 10 мм. Просто не было подходящих. Старые советские 2000НМ на 10 мм работали значительно хуже. Но, может быть, я просто тогда "не умел их готовить"?
Обмотки, которые идут на затворы транзисторов, должны быть намотаны одновременно, в два провода, чтобы давать одинаковое напряжение и обязательно должны иметь метки, какой вывод начало, а какой - конец. Первичную обмотку можно намотать и потом. А можно мотать и в три провода, всё равно удобно выбирать коэффициент трансформации примерно единицу.
Затворные резисторы - ом по 30-100. Точный номинал значения не имеет. Но меньше тридцати ом точно выбирать их не стоит - они будут сильно шунтировать запускающий импульс от динистора. И слишком большие тоже не нужны. Через них же заряжается входная ёмкость транзисторов, которая обычно не меньше тысячи пикофарад. Если мы поставим резисторы на килоом, скажем, то время зарядки затвора будет составлять микросекунды. Это очень плохо.
Динистор - самый простой и дешёвый, DB3. Он двусторонний, поэтому можно ставить, не задумываясь о полярности.
Диод VD3 - очень полезный, хотя, в принципе, можно обойтись и без него. Его роль - разряжать пусковой конденсатор С3 через открытый нижний транзистор полумоста. Если его не будет, тогда преобразователь будет регулярно перезапускаться с частотой в десятки или сотни герц. Зачем это нужно?
Стабилитроны VD4, VD5 и VD6, VD7 защищают затвор от помех, ведь пробивное напряжение затвора обычно не выше двадцати вольт. Выбираем их вольт на 15-18 и затворы будут защищены. Обязательно нужно включать их парами встречно-последовательно, иначе закрывающее напряжение на затворе будет сильно шунтироваться низким прямым напряжением стабилитрона.
Цепочка R9C4 тоже важна. Мы же видим, что транзисторы в полумосте работают в разных схемах включения. Верхний - это просто истоковый повторитель, а нижний - схема с общим истоком и она усиливает напряжение. То есть, в ней проявляется эффект Миллера. Поэтому лучше хоть немного снизить скорость нарастания напряжения на стоке. Вот эта цепочка и занимается таким "подтормаживанием".
Ёмкость C4 лучше бы выбрать в 1000 пикофарад, но тогда двухваттного резистора не хватит. Я ставил четырёхваттный керамический, но и он раскалялся так, что не прикоснуться. Поэтому сейчас я ставлю конденсатор на 470 пФ и обхожусь двухваттным резистором R9. Конденсатор, естественно, нужен качественный керамический.
Диоды VD8 и VD9 в маломощных схемах и схемах с низкой индуктивностью нагрузки и трансформатора можно не ставить - вполне справятся диоды, встроенные в транзисторы. Но в мощных схемах и схемах с индуктивными нагрузками без них не обойтись. Они помогают сбрасывать энергию, накопленную в трансформаторе и нагрузке, в источник питания. Транзисторы меньше греются - проверено.
Вот примерно и всё, что следует учитывать, при выборе деталей преобразователя.
пятница, ноября 22, 2013
Полумостовой самовозбуждающийся преобразователь
Начну вот с такой схемы:
среда, ноября 20, 2013
Возвращаюсь и в этот блог.
В любом случае, появляться буду гораздо чаще, чем раз в несколько лет. ;-))
пятница, октября 30, 2009
среда, июня 17, 2009
Посчитаем и сравним с осциллограммами.

Фактически, это предельно простая схема, проще уже невозможно представить. Здесь каждая деталь необходима и отвечает за определённый параметр генератора. Ограничим пока напряжение питания величиной 1,5 вольта. Трансформатор (точнее, автотрансформатор в данном случае) намотан на ферритовом кольце К16Х10Х5 марки 2000НМ сложенным вдвое проводом диаметром 0,45 мм. Количество витков - 30. Затем начало одной обмотки соединили с концом другой и эту точку соединили с плюсом питания.
Резистор R3 - это просто шунт, с помощью которого можно измерить ток эмиттера транзистора. Максимальное значение этого тока определяется током базы и коэффициентом усиления транзистора. Ток через обмотку I определяется по формуле: IL=U*t/L, то есть, линейно нарастает со временем. Как только его величина превысит произведение тока базы на коэффициент усиления транзистора, то транзистор сразу же начнёт выходить из насыщения, что приведёт к уменьшению напряжения на коллекторной обмотке (I), следовательно, к уменьшению тока базы и процесс пройдёт лавинообразно, приведя к почти мгновенному закрыванию транзистора.
Коэффициент усиления транзистора, измеренный в диапазоне токов от 0,25 до 1,0 ампера, равен 50. При меньшем токе он, скорее всего, будет несколько меньше. Кроме того, в режиме насыщения он будет ещё меньше.
Для вычисления тока базы снимем осциллограмму напряжения между минусом питания и верхним концом резистора R1.

Перед закрыванием транзистора напряжение это будет примерно 2,5 вольта. Следовательно, ток базы будет равен (2,5-0,7)/560=3,2 мА, а ток коллектора примерно 3,2 мА * 50 = 0,16 Ампера. По осциллограмме тока (нижняя осциллграмма) - 0,15 Ампера.
Неплохое совпадение. Длительность открытого состояния определяется из известной формулы: U=L*dI/dt. Отсюда t= 540 мкГн * 0,15 А / 1,5 В = 54 мкс. По осциллограмме - 52 мкс. Тоже очень неплохо. Осталось определить время закрытого состояния транзистора и мы сможем вычислять частоту повторения блокинг-генератора. Это будет несколько сложнее. Пока могу только сказать, что время закрытого состояния транзистора определяется временем вывода энергии в нагрузку, то есть отношением индуктивности коллекторной обмотки к омическому сопротивлению нагрузки. Но формулу выводить довольно сложно и, может быть даже смысла особого нет. Эксперимент с изменением сопротивления нагрузки с 330 Ом до 130 ом показал примерно пропорциональную зависимость времени закрытого состояния транзистора от постоянной L/R. На этом остановимся. Пока же вычислим напряжение на нагрузке.
Сделаем это так: энергию, запасённую в индуктивности коллекторной обмотки, умножим на частоту повторения. Получим мощность в нагрузке. Зная сопротивление нагрузки, из формулы U*U/R=P вычислим напряжение и сравним с измеренным. Мощность генератора примерно 0,088 Вт. Сопротивление нагрузки 330 Ом, отсюда напряжение на нагрузке должно быть 5,4 вольта. Измеренное напряжение примерно 4,5 вольта. Но у нас же есть диод, очень высоковольтный (с высоким прямым падением напряжения, не менее 0,7 вольта). Отнимем 0,7 В от 5,4 В, получим 4,7 вольта. Это уже очень близко к измеренному. Получается, мы уже почти понимаем принцип работы блокинг-генератора и практически научились его рассчитывать! Проверим ещё для нагрузки 132 Ома: получается напряжение 3,4 вольта. Отнимем 0,7 вольта на диоде, получим 2,4 вольта. Измерение показывает 2,5 вольта! По-моему, неплохо!!!
вторник, июня 02, 2009
Начинаем исследование
С помощью двухлучевого осциллографа измерялось напряжение на коллекторе транзистора (в точке X3), а также ток эмиттера (падение напряжения на небольшом резисторе R6). Выяснилось, что генерация возникает довольно устойчиво в большей части диапазонов изменения сопротивлений подстроечных резисторов R4 и R3. Выходное напряжение на резисторе R1 можно регулировать в диапазоне от 5,5 до 14 вольт. Ток эмиттера ( а значит и коллектора) изменяется в диапазоне от 0,4 до 1,2 Ампер. Ток нарастает линейно с большой точностью во всех режимах, следовательно, трансформатор не насыщается. Вот осциллограммы максимального режима:
![]() |
Чувствительность каналов видна в нижней части картинки: К1- 200 мВ/дел, К2- 20 В/дел. Развёртка – 10 мкс/дел. Частота сигнала – около 38 кГц ( правая часть рисунка). Частота повторения также изменяется при изменении режима работы транзистора: при токах около 0,4 Ампера она повышается до 55 кГц. Транзистор – без радиатора и поэтому довольно заметно греется, хотя и не катастрофично. На коллекторе виден довольно высоковольтный выброс (около 60 вольт), но это не страшно для транзистора, так как его пробивное напряжение превышает 100 вольт.
Попробуем проверить, правильно ли мы понимаем процесс нарастания тока коллектора в данной схеме? Когда транзистор открывается, то практически всё напряжение источника питания оказывается приложенным к индуктивности первичной обмотки трансформатора. Это вызывает линейное нарастание тока в индуктивности намагничивания этой обмотки и, соответственно, тока коллектора транзистора. Этот процесс описывается формулой:
U=L*ΔI/Δt
Индуктивность первичной обмотки легко измерить – 125 мкГн. По осциллограмме длительность открытого состояния примерно 16 мкс, а приращение тока коллектора – примерно 1,2 А. Тогда можно вычислить напряжение, приложенное к обмотке:
125 мкГн * 1,2А/16 мкс=9,4 В
Напряжение питания у нас – 10 Вольт. Нужно отнять от этой величины падение напряжения на переходе эмиттер-коллектор (примерно 0,5 В) и падение напряжения на шунте – тоже около 0,5 В. Так что совпадение довольно хорошее.
Всё вроде нормально, однако рассчитывать схему мы так и не научились. Как выбирать индуктивность первичной обмотки? Каким должен быть коэффициент трансформации, чтобы получить нужное напряжение на выходе? Как выбирать номиналы резисторов для выбора оптимального режима работы? Придётся помоделировать схему и попытаться самому понять логику работы схемы. Но это в другой раз, работа эта не на полчаса.
понедельник, июня 01, 2009
Схема блокинг-генератора.

Особенности схемы - отсутствие частотозадающих конденсаторов, которые совершенно лишние в подобных схемах и требуют специального подбора, так как на них присутствует знакопеременное напряжение достаточно высокой частоты, приводящее к нагреву. Схема, как и большинство (если не все) автогенераторных схем, имеет очень низкий КПД, порядка 50%. Однако, при мощностях нагрузки порядка 5 ватт это не имеет особого значения. Главные достоинства подобных схем - предельная простота конструкции, дешевизна комплектующих ( практически у любого радиолюбителя все детали для таких схем валяются в ящиках в больших количествах) и возможность малой кровью создать несколько источников питания малой мощности любого напряжения, гальванически развязанных друг от друга.
Попробую более тщательно исследовать эту схему.


