6. Автогенератор Роера

В качестве генератора прямоугольного напряжения мощностью до нескольких сот ватт наиболее широко используется автогенератор Роера, который представляет собой самовозбуждающийся двухтактный блокинг-генератор с одним сердечником, но двумя транзисторами, что позволяет генерировать импульсы обеих полярностей (рис.32,а).

Допустим, в начальный момент магнитная индукция в сердечнике трансформатора равна (точка 1 на рис.32,б). С этого момента магнитная индукция начнет возрастать, и во всех обмотках возникает ЭДС, направленная от точки (начала обмотки). ЭДС базовой обмоткисоздает ток базыпервого транзистора. Транзистор VT1 откроется, и первая коллекторная обмоткаокажется под напряжением питания, обусловливающим рост магнитной индукции и поддерживающим практически неизменную ЭДС во всех обмотках. Положительная обратная связь, также как и в обычном блокинг-генераторе, будет поддерживать VT1 в открытом состоянии. Ток коллектораво время перемагничивания сердечника равен сумме приведенных к первичной обмотке токов нагрузки, базы (показаны штриховой линией) и намагничивающего тока. В конце полупериода автогенератора сердечник насыщается и все быстрее нарастают намагничивающий ток и ток коллектора. Когда ток коллектора достигнет величины, транзистор войдет в насыщение, нарастание тока и магнитной индукции существенно замедлится, уменьшится ток базы и начнется лавинообразный процесс закрывания VT1. Магнитная индукция в этот момент максимальна (точка 2 на рис.32,б).

Далее магнитная индукция начнет спадать и возникнет ЭДС про-тивоположного направления (к точке на рис.32,а). При этом ЭДС второй базовой обмотки откроет VT2, и коллекторная обмоткаокажется под напряжением источника питания. Магнитная индукция будет спадать с постоянной скоростью, пока сердечник не перемагнитится и ток коллектора не достигнет величины, ограниченной током базы. После лавинообразного закрывания VT2 ЭДС в обмотках снова скачком изменит направление. Таким образом, ЭДС во всех обмотках и выходное напряжениеимеют прямоугольную форму.

В соответствии с (50) частота автогенератора определяется сечением сердечника, его материалом (DВ), числом витков коллекторных обмоток, сопротивлениями резисторов и отчасти коэффициентами усиления транзисторов, которые должны быть близки друг другу. Коллекторные обмотки имеют равные числа витков и мотаются обычно одновременно двумя проводниками для улучшения магнитной связи между ними и уменьшения индуктивности рассеяния. Для пуска автогенератора при подаче напряжения питания между источником питания и базой одного из транзисторов ставят резистор для внесения асимметрии.

Автогенераторы обычно генерируют частоту 5...50 кГц. Сердечник выполняется из колцевого феррита, наматывается из тонкого ленточного пермалоя или холоднокатаной электротехнической стали с прямоугольной петлей гистерезиса. Рассмотренная схема не является единственной. Используется много ее разновидностей.

Рассмотренный автогенератор имеет в литературе много наименований: двухтактный блокинг-генератор, магнитно-транзисторный мультивибратор, двухтактный преобразователь с самовозбуждением, автогенератор с насыщающимся трансформатором, генератор прямоуголного напряжения на транзисторах с индуктивной обратной связью, однофазный транзисторный инвертор с самовозбуждением. На наш взгляд, наиболее правильно называть его автогенератором Роера - по фамилии автора (Royer G.H.), предложившем его в 1955 г.

Поскольку частота автогенератора Роера пропорциональна напряжению питания, то при р=2 в асинхронной одноканальной СИФУ он может заменить все элементы СИФУ [11, с.105]. Нужен только регулятор, сравнивающий заданное и действительное выпрямленные напряжения и вырабатывающий приращение напряжения питания (напряжение управления) автогенератора (рис.14,а).

7

Самым простым является усилитель мощности управляющего импульса для оптронного тиристора (рис.33). При открывании транзистора VT1 формиро-вателем длительности появляется ток в светодиоде, и он дает обычно инфракрасное излучение. Лучи, попадающие на светоприемную площадку тиристора, открывают его. Ток фотодиода должен быть 0,08...0,40 А, падение напряжения на нем 2...3 В. Таким образом, мощность управления оптрон-ным тиристором существенно меньше, чем мощность

. Усилитель мощности для оптронного

тиристора

управления триодными тиристорами и длительность управляющего импульса не ограничена импульсным трансформатором. Большим достоинством оптронных тиристоров является хорошая гальваническая развязка с очень малой емкостью (единицы пикофарад), что существенно уменьшает воздействие силовых цепей на цепи управления.