Двухтактный преобразователь напряжения по схеме с общим эмиттером

Этот недостаток отсутствует в двухтактных схемах авто­генераторов, которые позволяют не только увеличить КПД преобразователя, но и получить импульсы напряжения, по форме более близкие к прямоугольной, что упрощает сгла­живающий фильтр и обеспечивает большее постоянство вы­прямленного напряжения.

В схемах двухтактных автогенераторов роль переключа­телей выполняют транзисторы, которые поочередно откры­ваются и закрываются подобно транзисторам в схемах симметричного мультивибратора. Такие схемы могут быть собраны с общим эмиттером, с общей базой и общим кол­лектором. Наибольшее распространение находит схема с об­щим эмиттером, которая при малых напряжениях источни­ка U_BX позволяет получить высокий КПД.

Рис.2.6 Двухтактный полупроводниковый преобразователь напряжения по схеме с общим эмиттером

Двухтактный преобразователь напряжения, собранный по схеме с общим эмиттером (рис.2.6.), состоит из двух транзисторов VT₁ VT₂ и трансформатора, имеющего три обмотки: коллекторную (состоит из двух полуобмоток w_к1 и w_к2), базовую (состоит из двух полуобмоток w_б1 и w_б2) и выходную w_вых.

Как и в однотактном преобразователе, коллекторная обмотка является первичной, а базовая — об­моткой обратной связи. Магнитопровод трансформатора выполняется из материала с прямоугольной петлей гистере­зиса. В качестве материала для магнитопровода используется пермаллой и ферриты различных марок.

Дели­тель напряжения R1, R₂ обеспечивает запуск преобразова­теля, поскольку при включении питающего напряжения U_BX на резисторе R₁ (рис.2.6.) появляется небольшое падение напряжения (в среднем 0,7 В), минус которого приложен к базам транзисторов

. Это напряжение выводит рабочую точку транзистора в область больших токов, обеспечивая самовозбуждение генератора.

Конденсатор С₁ повышает на­дежность процесса самовозбуждения. Емкость С, подби­рался экспериментально; значение ее находится в преде­лах от 0,1 до 2 мкФ,

Принцип работы схемы двухтактного преобразователя состоит в следующем. При включении напряжения питания U_BX падение напряжения на R1откроет оба транзистора VT₁ и VT₂, при этом вследствие разброса параметров транзисторов токи iK1 и iK2, протекающие по ним, не могут быть совершенно одинаковыми.

Допустим i_K1 > i_K2, при этом на магнитопроводе трансформатора возникнет магнитный поток направление которого определяется преобладающим током коллектора i_K1 (рис , направление i_k1показано сплошными стрелками).

Этот поток наводит ЭДС на всех обмотках трансформатора (рис.2.6., знаки без скобок), при­чем ЭДС, наводимая в базовых полуобмотках w_б1 и w_б2, создаст на базе VT₁«минус», а на базе VT₂ «плюс», что приведет к еще большей разнице в токах i_K1 и i_K2.

Благодаря положительной обратной связи в схеме процесс открытия VT₁и закрытия VT₂протекает лавинообразно и весьма бы­стро приводит транзистор VT₁ в режим насыщения. Транзистор VT₁ будет открыт до тех пор, пока магнит­ный поток трансформатора не достигнет значения Ф_s (по­ток насыщения).

Как видно из рис.2.6. а, при прямоуголь­ной петле гистерезиса трансформатора магнитный поток далее почти не изменяется, оставаясь практически постоян­ным, а, как известно из теории трансформаторов при постоянном магнитном потоке в обмотках трансформа­тора ЭДС наводиться не может.

По этой причине в момент достижения магнитным потоком значения Ф_s исчезают (или становятся весьма малы) ЭДС во всех обмотках трансфор­матора, а соответственно и токи в этих обмотках. Резкое уменьшение токов в обмотках вызывает появле­ние в них ЭДС противоположной полярности (рис.2.6, зна­ки в скобках), т. е. на базе VT₁ появится положительное на­пряжение по отношению к эмиттеру и транзистор VT₁за­кроется, а на базе транзистора VT₂появится отрицательное напряжение по отношению к эмиттеру, что приводит к отпи­ранию VT₂ и к появлению тока i_К2 в полуобмотке w_к2(на­правление i_к2 показано пунктиром).

Это вызывает увеличе­ние отрицательного напряжения в базе VT₂ и дальнейший рост тока i_К2; этот процесс протекает лавинообразно и весь­ма быстро приводит транзистор VT₂ в режим насыщения.