블로킹 발진기 설명: 작동 원리, 유형, 실전 응용

블로킹 발진기에 대해 알아야 하는 프로젝트를 진행 중일 수 있습니다. 이것이 압도적으로 느껴지시나요?

블로킹 또는 펄스 발진기 회로는 단순하고 작업하기 흥미롭지만 일상생활에서 많은 응용 분야를 가지고 있습니다.

우리는 전자 회로에서 블로킹 발진기의 중요성을 인식하고 지식을 공유합니다.

이 기사에서는 이에 대해 알아야 할 모든 것을 다룹니다. 계속 읽어보세요.

블로킹 발진기란?

그림 1: 블로킹 발진기 회로도

블로킹 발진기는 트랜스포머, 저항, 증폭 소자를 사용하여 주기적인 펄스를 생성하는 이산 파형 발생기입니다.

일반적인 증폭 소자로는 트랜지스터와 진공관이 있습니다.

이 발진기는 증폭 소자가 듀티 사이클의 대부분 동안 차단되기 때문에 차단 특성을 가집니다.

블로킹 발진기의 중요한 매개변수는:

• 펄스 반복 시간
• 펄스 폭
• 펄스 반복률

블로킹 발진기의 유형

펄스 트랜스포머는 주기적인 펄스를 생성하므로 모든 블로킹 발진기에 필수적입니다.

회로가 단일 펄스를 생성하면 단안정 회로입니다. 회로가 자동으로 상태를 변경할 수 있으면 비안정 발진기 회로입니다.

블로킹 발진기로 쌍안정 동작을 달성할 수 없다는 점에 유의하세요. 이 섹션에서는 다양한 클래스의 블로킹 발진기를 살펴봅니다.

단안정 블로킹 발진기

단안정 블로킹 발진기 회로는 3권선 펄스 트랜스포머와 이미터 저항으로 구성됩니다. 블로킹 발진기는 댐핑 목적으로 부하 저항이나 부하를 사용합니다.

또한 컬렉터와 베이스 트랜스포머 권선으로 재생 피드백을 제공합니다. 세 번째 트랜스포머 다리는 임의적이며 부하 양단에 음 또는 양의 펄스를 제공합니다.

이를 염두에 두고 두 가지 유형의 단안정 블로킹 발진기가 있습니다.

• 베이스 타이밍 단안정 블로킹 발진기
• 이미터 타이밍 단안정 블로킹 발진기

베이스 타이밍 단안정 블로킹 발진기

그림 2: 베이스 타이밍 단안정 발진기 회로도

베이스 타이밍 펄스 회로를 가진 단안정 발진기는 펄스 트랜스포머, 트랜지스터, 저항으로 구성됩니다.

펄스 트랜스포머는 피드백을 제공하고 저항은 펄스 지속 시간을 제어합니다.

베이스-컬렉터 권선 비율은 n:1입니다. 따라서 컬렉터 회로의 1차 권선 회전마다 베이스 회로는 n개의 2차 권선 회전을 가집니다.

트랜지스터는 초기에 OFF 상태이고 베이스 전압 VBB는 너무 낮습니다. 따라서 VBB는 무시할 수 있다고 가정할 수 있습니다. 따라서 트랜지스터 전압은 컬렉터 회로의 전압인 VCC입니다.

컬렉터에 음의 입력을 가하면 컬렉터 전압 VCC가 감소합니다. 이는 트랜지스터 베이스에서 유효 전압 증가를 초래합니다.

베이스의 전압 증가는 트랜스포머 권선 극성 때문에 가능합니다.

회로는 이미터와 베이스 간 전압 VBE가 턴온 전압을 초과할 만큼 충분한 전압 상승을 경험합니다. 따라서 트랜지스터에 작은 전류가 유도됩니다.

점진적으로 작은 전류가 컬렉터 전압 강하를 일으키면서 컬렉터 전류를 증가시킵니다. 또한 루프 이득을 증가시킵니다. 결국 트랜지스터가 포화 상태에 이르는 지점에 도달합니다.

위 상태는 불안정하며 트랜지스터는 차단 상태로 진입하여 안정성을 달성합니다.

이미터 타이밍 단안정 블로킹 발진기

그림 3: 이미터 타이밍 단안정 발진기 회로도

이미터 타이밍 단안정 발진기는 전류 이득에 둔감한 회로 펄스 폭을 가집니다. 이미터 회로에 펄스 폭을 제어하는 타이밍 저항이 있습니다.

컬렉터와 베이스로 3권선 펄스 트랜스포머를 사용해야 합니다.

1차 권선은 컬렉터에, 2차 권선은 베이스에 연결합니다. 세 번째 권선은 댐핑을 위해 부하 저항에 연결합니다.

이 배열은 트랜스포머 1차와 2차 권선 간의 전력 극성 반전을 용이하게 합니다.

이미터 타이밍 발진기에서는 이미터 저항이 출력 펄스 주기를 제어합니다.

비안정 블로킹 발진기

비안정 블로킹 발진기는 두 가지 유형이 있습니다.

• 다이오드 제어 비안정 블로킹 발진기
• RC 제어 비안정 블로킹 발진기

다이오드 제어 비안정 블로킹 발진기

그림 4: 다이오드 제어 비안정 블로킹 발진기 회로도

위 블로킹 발진기는 트랜지스터 베이스와 트랜스포머 2차 사이에 커패시터가 있습니다. 다이오드를 사용하여 트랜지스터 컬렉터와 트랜스포머 1차 권선을 연결합니다.

비안정 블로킹 발진기의 동작은 컬렉터에 초기 펄스를 가한 후 펄스를 제거하는 데 의존합니다. 이 상태에서 다이오드는 역방향 바이어스됩니다. 따라서 트랜스포머 단자의 전압이 위상 변화 없이 베이스에 유도됩니다.

결국 베이스 전류가 상승하고 트랜지스터가 베이스-이미터 전압 VBE를 생성합니다. 충분한 VBE가 턴온 전압을 극복하여 트랜지스터를 켭니다.

컬렉터 전류의 증가는 다이오드를 순방향 바이어스시키고 트랜스포머 권선에 반영되어 커패시터를 충전합니다. 충전 중인 커패시터는 충전하는 동안 전류를 방출하지 않으므로 OFF 상태입니다. 최근 베이스가 충분히 떨어져 트랜지스터를 OFF시킵니다.

따라서 다이오드 양단 전압이 트랜스포머 1차와 2차에 설정됩니다. 결과적으로 커패시터가 방전되고 베이스 전류가 트랜지스터를 ON시키고 과정이 반복됩니다.

RC 제어 비안정 블로킹 발진기

그림 5: RC 제어 비안정 블로킹 발진기 회로도

RC 제어 블로킹 발진기에서는 이미터에 타이밍 저항과 커패시터 회로를 추가합니다. 이들의 역할은 발진기의 펄스 타이밍을 제어하는 것입니다.

동작 원리는 다이오드 제어 비안정 블로킹 발진기와 매우 유사합니다. 커패시터 방전은 다이오드 제어가 아닌 저항-커패시터 네트워크로 설정된 시정수에 의해 제어됩니다.

블로킹 발진기 작동 방식

발진기는 펄스 트랜스포머를 사용하여 직사각형 파형을 생성하고 저항으로 출력 주파수를 제어합니다.

휴면 상태에서 트랜지스터의 베이스 전압은 최소이며 OFF 상태입니다. 베이스 전압은 잘못된 노이즈 트리거링을 피하기 위해 0이 아니어야 합니다.

컬렉터에 펄스 신호를 가하면 전위가 낮아지고 트랜스포머 작용으로 베이스 전위가 상승합니다.

결국 베이스와 이미터 간 전압 VBE가 무릎 전압을 초과하는 단계에 도달합니다. 트랜지스터가 차단 단계에서 벗어나 컬렉터 전류가 감소합니다. 그리고 트랜스포머 작용에 의한 위상 반전으로 베이스 전위가 상승합니다.

베이스 전위가 상승하고 트랜지스터 이득이 1보다 크면 포화 상태로 구동됩니다. 포화 기간 동안 컬렉터 전류는 증가하는 반면 컬렉터 전압은 일정하게 유지됩니다.

이미터 전류는 이미터 저항과 트랜스포머 피드백에 의해 결정됩니다. 컬렉터 전류 증가는 베이스 전류의 지속적인 감소를 초래합니다.

결국 베이스 전류가 충분히 낮아져 트랜지스터를 차단 상태로 밀어내는 지점에 도달합니다. 사이클 또는 펄스가 반복됩니다.

블로킹 발진기 응용 분야

• 전자 회로에서 주기적 스위치로 중요
• 디지털 회로에서 주파수 분할기로도 사용 가능
• 큰 피크 전력 펄스 생성에 핵심적
• 저임피던스 시스템에서 스위치로 중요

결론

결론적으로 블로킹 발진기의 중요한 측면과 실생활에 지식을 적용하는 방법을 논의했습니다.

블로킹 발진기나 프로젝트에 도움이 필요하면 언제든 연락 주세요.