§ 9.7. Блокииг-генератор с трансформатором на сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса

В ряде случаев в импульсных трансформаторах, работающих в схемах блокинг-генераторов, используют ферромагнитные сердечники с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ). При этом основной прин­

цип работы блокинг-генератора остается тем же, что и в случае ис­пользования в трансформаторе ненасыщающегося сердечника. Одна-

вызванных наличием сердечника с ППГ, поэтому принципиальная схема БГ на сердечнике о ППР (рио. 9.20) несколько отличается от схемы БР, рассмотренной в предыдущем параграфе.

В исходном состоянии транзи­стор Т, так же как и в БР с нена- сыщающимся сердечником, заперт напряжением, приложенным к базе транзистора. В этом состоянии в его коллекторной цепи протекает ток /кво- Ферромагнитный сердечник а ППР находится в состоянии, ха­рактеризуемом индукцией —В., (рис. 9.20, а), которая обусловлена постоянным током /_см, подаваемым в обмотку 4. Этот ток создает на­магничивающую СИЛУ Рем = /_0MW\, которая вызывает появление на­пряженности магнитного поля

I //ом I ^ I Н> I •

Для восстановления действия положительной обратной связи не­обходимо открыть транзистор и перевести рабочую точку на ППГ в область Н > H_v Если Н < Hi, изменение индукции при изменении Н незначительно. В идеализированном сердечнике вообще можно счи­тать эту прямую параллельной горизонтальной оси. Следовательно, на плоском участке петли гистерезиса dB/dH -> 0 и в обмотках транс­форматора, при изменении напряженности магнитного поля Н со скоростью dH/dt, э. д. с. практически не наводится. Коэффициент ОС на этом участке имеет малое значение, и условия возникновения реге­нерации не выполняются.

Для восстановления положительной ОС необходимо, чтобы намаг­ничивающий jok создал в сердечнике напряженность

Н_а^Н,+ H_v

На основании закона Ома для магнитной цепи j = (H_t + H^UW_lt где I — средняя длина магнитопровода сердечника.

Если не учитывать ток нагрузки, то в момент, восстановления положительной ОС коллекторный ток должен превышать ток намагни­чивания на величину тока базы, приведенного к коллекторной цепи: <к('п)=/+-^-/в(«.

Так как транзистор в этот момент времени находится в активной области, то ток базы определяется из уравнения

, ^z₆(<_n) ■

которое и определяет минимальный ток базы, отпирающий транзистор. Следовательно, источник запускающих импульсов должен обеспе­чить ток базы, определяемый из неравенства

Как только цепь положительной ОС восстановится, транзистор благодаря возникающему регенеративному процессу окажется в ста­дии насыщения. При этом ток базы транзистора можно считать неиз­менным в течение всего процесса, пока транзистор насыщен, т. е.

^б ^в («»— Е&1 (R«1 + ^б)»

где г_8б—сумма сопротивлений эмиттерного перехода и базы насы- щенного транзистора.

Постоянное значение тока базы открытого транзистора является одним из существенных отличий от БГ с трансформатором на насыщаю­щемся сердечнике.

Второе отличие заключается в том, что в течение времени, пока транзистор насыщен, ток через него изменяется незначительно. Это обусловлено магнитными свойствами материала сердечника, которые определяют форму петли гистерезиса.

При насыщенном транзисторе формируется вершина импульса t_a.

Транзистор находится в насыщенном состоянии до момента, пока намагничивающий ток не создаст магнитную напряженность Н ^ Н„ т. е. / (/щ) = 2H_tUW_lt что соответствует коллекторному току

Gt (^и)^в/Ги) +

В этот момент в обмотках трансформатора перестает индуциро* ваться напряжение, так как dBIdH -> 0. Транзистор выходит из на* сыщения, и действие положительной ОС восстанавливается. Начина* ется процесс регенерации и восстановления исходного состояния, ко* торые в целом аналогичны процессам, рассмотренным ранее.

Таким образом, в блокинг-геиераторе длительность импульса оп­ределяет не процесс зарядки конденсатора С, а характеристики фер­ромагнитного сердечника, имеющего ППГ. Такие БГ иногда называ­ют L-генераторами.

Длительность выходного импульса определяют из выражения

t_B » 2W_tB_sStE_tt,

где S — сечение сердечника.

Блокинг-генераторы на сердечнике с ППГ позволяют формировать импульсы более стабильной длительности и получать постоянное значение импульса тока в нелинейной нагрузке. В этом их основные преимущества перед обычными блокинг-генераторами.