Мультивибратор Ройера — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Мультивибратор Ройера или генератор Ройера (Встречается написание Роера), как правило транзисторный релаксационный генератор колебаний с формой импульсов близкой к прямоугольной, использующий трансформатор или индуктивность с насыщающимся сердечником. Схема изобретена в 1954 году Джоржем Роером (George H. Royer). Запатентована в 1957 году (US2783384).

На практике схема используется в диапазоне частот от десятков Герц до сотен кило-Герц. Редко используется в качестве собственно генератора импульсов, ввиду слабой предсказуемости частоты, сильной её зависимости от напряжения питания, температуры, используемого сердечника. Широко используется в источниках питания: DC-DC преобразователях, электронных балластах для питания люминесцентных ламп, «электронных трансформаторах» для галогенных ламп. В настоящее время (2017) используется реже в связи с появлением дешевых интегральных микросхем- контроллеров импульсных источников питания, позволяющих сократить количество моточных изделий (катушек индуктивности, трансформаторов), и обеспечивающих плавную регулировку выходного тока и/или напряжения, а также большую надёжность, защиту от перенапряжения и короткого замыкания.

Особенность мультивибратора Ройера — использование трансформатора, работающего в режиме насыщения. Классическая схема мультивибратора Ройера (Фиг. 1) состоит из двух транзисторов (Q1,Q2) и трансформатора (T1), выполненного на ферритовом или стальном сердечнике. Коллекторы транзисторов соединены с силовой обмоткой Т1-3, Т1-4 со средней точкой, базы транзисторов соединены с обмоткой обратной связи Т1-1, Т1-2. Обмотки сфазированы таким образом, что увеличение тока, например в коллекторе Q1, приводит к увеличению напряжения на его же базе, то есть имеется положительная обратная связь. Мультивибратор Ройера относится к генераторам с жестким запуском, то есть для запуска может потребоваться стартовый импульс. В данном случае схема запуска редуцирована до делителя напряжения R1-R2, отпирающего транзисторы при подаче питания. Собственно запуск происходит за счёт неизбежно присутствующей асимметрии между правой и левой частями схемы, и соответственно разной скорости нарастания тока между плечами. После нарастания тока в одном из плеч до уровня создающего в сердечнике трансформатора магнитную индукцию превышающую индукцию насыщения сердечника, эффективная индуктивность базовых обмоток падает в сотни раз, коллекторный ток резко увеличивается а базы транзисторов оказываются практически закорочены. Следующий цикл начинается за счёт резонансных явлений в паразитной индуктивности и ёмкости обмоток. В момент переключения транзисторы находятся практически в режиме короткого замыкания (их нагрузкой является лишь сопротивление провода обмотки), что, при отсутствии ограничения тока может привести к выходу их из строя. Частично проблема может быть решена включением в цепь питания токоограничивающего дросселя L1. В любом случае вариант схемы с насыщаюшимся силовым трансформатором пригоден только для сравнительно небольших напряжений питания, примерно до 12..27 Вольт.

Схемы на большее напряжение строятся, как правило, с использованием ненасышаюшегося силового трансформатора, и значительно меньшего управляющего трансформатора, раборающего в режиме насыщения (Фиг. 2). Подобная схема до сих пор применяется в недорогих источниках питания и электронных балластах для люминесцентных ламп. Представленный на Фиг. 2 полумостовой мультивибратор Ройера запитан от выпрямленного напряжения сети 220 Вольт- постоянное напряжение на полумостовом преобразователе, в данном случае около 300 Вольт. Основной (не-насыщаюшийся) трансформатор Т2 выполнен на ферритовом кольце большого размера (к примеру 28 мм) и содержит первичную обмотку Т2-1, обмотку обратной связи Т2-2 и вторичную обмотку Т2-3, Т2-4 работающую на диодный выпрямитель. Насыщающийся трансформатор Т1 выполнен на ферритовом кольце значительно меньшего размера (7мм) содержит обмотку обратной связи Т1-3, две базовые обмотки передающие управляющий сигнал в базы транзисторов Q1, Q2 а также, опционально, обмотку обратной связи по току Т1-2 обеспечивающую пропорциональность базовых токов току нагрузки. Данная обмотка не обязательна, но обеспечивает лучший режим работы силовых транзисторов. Схема запуска состоит из релаксационного генератора на RC-цепочке R1,C4 и лавинного транзистора Q1, скачком отпирающегося при достижении напряжения на его коллекторе 10..20 Вольт. После запуска мультивибратора Ройера, заряд с конденсатора C4 периодически сбрасывается через диод D5, и схема запуска перестаёт генерировать импульсы.

Мультивибратор Ройера может быть реализован в любой конфигурации двухполупериодного преобразователя напряжения (инвертера): со средней точкой (Фиг. 1), полумостовой (Фиг. 2), в виде полного моста. Возможны реализации с использованием как биполярных, так и полевых транзисторов. В последнем случае, при низковольтном питании отпадает необходимость в дополнительной обмотке, питающей базы транзисторов. Подобные схемы часто используются в электрошокерах и электронных зажигалках.

Возможны варианты схемы с нагрузкой в виде колебательного контура, для генерации синусоидального сигнала, но в этом случае насыщение сердечника и переход через ноль резонансного сигнала могут не совпадать и частота генерации может определяться одним из эффектов или зависеть от их обоих, в любом случае получить точную синусоиду при работе транзисторов в ключевом режиме и нелинейном трансформаторе затруднительно.

Достоинства: Простота реализации Минимальное количество элементов. Максимальное использование сердечника трансформатора.

Недостатки: Сложная реализация защиты от короткого замыкания. Невозможность плавной регулировки напряжения или тока с помощью ШИМ. Повышенные потери в транзисторах.

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 обмотка

окажется 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.

Генератор ройера

 

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

267678

Союз Советскив

Социалистическив

Ресоублии

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 15.Ч1.1968 (№ 1256038/26-9) Кл. 21ат, 36/02 с присоединением заявки т№

Приоритет

МПК Н 03k 1/16

Н 03k 3/30

УДК 621.373(088.8) Комитет ао делам изобретений и аткрытий ори Совете Министров

СССР

Опубликовано 02Лтт.1970. Бюллетень ¹ 13

Дата опубликования описания 5ХП1.1970

Ь б .! щ jgj+ j р Пс ЕИТ „1

T XINS r.:::

Авторы изобретения

Д. M Батыршин, В. Н. Гладченко, Г. ф. Грачев, В. Д, Опескин и С. В. Панков

ЬМЬЛИ:„

Заявитель

ГЕНЕРАТОР РОЙЕРА рами транзисторов. Сопротивления 9 и 10 совместно с конденсатором 11 служат для улучшения запуска генератора.

При отпирании одного из транзисторов (например, 1) по соответствующей обмотке 4 трансформатора, включенной последовательно с коллектором, начинает протекать постепенно нарастающий ток. При этом в обмотке 5 коллекторной цепи транзистора 2 индуктиру10 ется э.д.с., под действием которой через сопротивление 8 и коллекторную обмотку открытого транзистора протекает ток I, направленный встречно коллекторному току Iz. Время нарастания результирующего тока увеличивается до величины, при которой происходит насыщение сердечника и соответственно переключение транзисторов. Изменяя величину сопротивления 8, можно изменять момент переключения транзисторов, т. е. регулировать

20 частоту следования выходных импульсов генератора.

25 Генератор Ройера, отличатоцийся тем, что, с целью регулировки частоты генерируемых импульсов в широких пределах, обмотки трансформатора, подключенные к коллекторам транзисторов, зашунтированы переменным ре30 зистором.

Изобретение относится к области импульсной техники и является усовершенствованием широко применяемых автогенераторов прямоугольных импульсов (генераторов Ройера).

В известных схемах генераторов регулировка частоты осуществляется с помощью специального трансформатора с регулируемым первичным током или управляемого дросселя с регулируемым подмагничиванием, включенными в цепь обратной связи.

Однако при этом увеличиваются вес и габариты всего устройства.

Предложенный генератор Ройера отличается от известных тем, что обмотки трансформатора, подключенные к коллекторам транзисторов, зашунтированы переменным резистором.

Это позволяет регулировать частоту генерируемых импульсов без увеличения веса и габаритов устройства.

На чертеже изображена схема предложенного генератора.

Генератор выполнен по схеме транзисторного двухтактного автогенератора с трансформаторной обратной связью и содержит два транзистора 1 и 2, трансформатор 3 с двумя коллекторными обмотками 4 и 5 и двумя базовыми обмотками (обмотки обратной связи) б и 7. Сопротивление 8, служащее для регулировки частоты, включено между коллектоПредмет изобретения

267678

Редактор В. В. Фельдман

Заказ 2136)9 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Т. Степакова

Тсхрсд Л. Я. Левина

Корректоры: Е. Ласточкина и В. Петрова

  

Двухтактный преобразователь — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Двухтактный преобразователь — преобразователь напряжения, использующий импульсный трансформатор. Коэффициент трансформации трансформатора может быть произвольным. Несмотря на то, что он фиксирован, во многих случаях может варьироваться ширина импульса, что расширяет доступный диапазон стабилизации напряжения. Преимуществом двухтактных преобразователей является их простота и возможность наращивания мощности.

Однофазный двухтактный преобразователь представляет собой двухтактный полномостовой генератор с трансформатором и выпрямитель с фильтром.

Термин «двухтактный» иногда используется для описания любого преобразователя с двунаправленным возбуждением трансформатора. Например, в полномостовом преобразователе ключи, соединённые в Н-мост, изменяют полярность напряжения, подаваемого на первичную обмотку трансформатора. При этом трансформатор работает так, как будто он подключен к источнику переменного тока и производит напряжение на вторичной обмотке. Однако, чаще всего имеют в виду полумостовой преобразователь, нагруженный на первичную обмотку с отводом от середины.

В любом случае, напряжение вторичной обмотки затем выпрямляется и передаётся в нагрузку. На выходе источника питания часто включается конденсатор, фильтрующий шумы, неизбежно возникающие из-за работы источника в импульсном режиме.

На практике необходимо оставлять маленький свободный интервал между полупериодами. Ключами обычно является пара транзисторов (или подобных элементов), и если оба транзистора откроются одновременно, возникает риск короткого замыкания источника питания. Следовательно, необходима небольшая задержка, чтобы избежать этой проблемы.

Могут использоваться транзисторы n-типа и p-типа. Часто используются полевые транзисторы с изолированным затвором в связи с их способностью переключать большие токи, а также низким сопротивлением открытого канала. Затворы или базы силовых транзисторов подтягиваются через резистор к одному из напряжений источника питания. Для подачи положительного напряжения на затвор силового транзистора N-типа в схеме с общим истоком применяется дополнительный транзистор P-типа, а для соединения с потенциалом земли затвора силового транзистора P-типа применяется дополнительный транзистор N-типа.

Силовые транзисторы могут быть n-типа (в 3 раза выгоднее p-типа).

Очень важным моментом является синхронизация открытия и закрытия транзисторов. Если оба транзистора открыты, возникает короткое замыкание, если оба закрыты — появляются высоковольтные импульсы из-за ЭДС самоиндукции.

Если драйвер силовых транзисторов достаточно мощный и быстрый, ЭДС самоиндукции не успевает зарядить паразитные ёмкости обмоток трансформатора и транзисторов до высоких напряжений.

Генератор Мейснера. – Свободная энергия. – своими руками

Генератор Мейснера. Описание.

Ещё одно устройство свободной энергии. генератор мейснера.По утверждению автора, схема имеет большой КПД.

Схема Генератор Мейснера, предложена как вариант для использования в качестве генератора. Так как автор доказывает, что он испытал эту схему. Но так же он может подтвердить, что схема работоспособна. Поэтому схему можно использовать как источник свободной энергии.

Естественно на этом всё и закончилось. Потому что никаких доказательств работоспособности генератора нет. Но это не всё. Так как автор не указал намоточные данные трансформатора. Так же нет на схеме и типа применяемого транзистора. Моя задача провести тщательное изучение всех режимов работы схемы. Так как я буду проверять эффект свободной энергии.

Как пишет, автор, при кратковременной подаче напряжения схема начинает работать. Но работа так же продолжается после отключения источника напряжения.

Отличительной особенностью схемы, является обратная связь. Потому что она создана благодаря трансформатору. Но из схемы я вижу, что обмотка 1, с конденсатором С 1 служит колебательным контуром.

С помощью конденсатора С1 подбирается частота колебания и индуктивность катушки. А резистором R 3 регулируется напряжение смещения в базе транзистора.Так же автор утверждает, что схема потребляет очень маленький ток. Но кто это проверял?

Я буду экспериментальным путём подбирать сердечник трансформатора. Пробовать разное количество витков, и диаметр провода. Так же я буду проводить  различные эксперименты с подбором транзисторов. После чего всё будет понятно. Так как надо решить нужна или нет дальнейшая работа с представленной схемой.

Заключение. Генератор Мейснера.

Все работы я буду записывать на видео и выкладывать на моём канале ютуб. Подключайтесь, смотрите видео, комментируйте, советуйте. И конечно обсуждайте в комментариях. Потому что наша задача отсеять все мифы и оставить факты. Но не всё так просто. Почему? Потому что не я один ищу источник альтернативной энергии. По мере испытания я добавлю новую статью по итогам работы. Альтернативная свободная энергия, я думаю, есть, но её надо искать. Многие люди работают в этом направление, но почему никто не делится наработками?

 

 

«Англичанин построивший генератор работавший на круглых магнитах вращающихся ..Сёрф или Сёрл.. каково устройство его генератора» – Яндекс.Знатоки

Это был англичанин Джон Сёрл. И свою конструкцию генератора с намагниченными роликами он предложил в 1946 году. Однако до настоящего времени об этом генераторе (о его устройстве и принципах функционирования) нет ни одной публикации в официальных научных журналах. То есть официально наука этот генератор не признает. Но зато народные умельцы и изобретатели всех мастей до сей поры ломают копья на форумах, высказывая множество различных теорий относительно принципа работы генератора.

Попробуем разобраться в его устройстве на основе имеющихся теорий и предположений, найденных в интернете 🙂 В своем генераторе для удержания цилиндрических магнитов на намагниченной цилиндрической основе Сёрл использует свойства магнитов: если два цилиндрических магнита с одинаковым направлением полюсов поднести друг к другу, то они будут отталкиваться, а если направление полюсов будет разное, то будут притягиваться.

Намагниченные ролики, обладая одинаковой намагниченностью при равномерной намагниченности основы, отталкиваются друг от друга и распределяются по периметру основы на эквидистантных расстояниях (то есть на равных, постоянных расстояниях). И если пытаться сдвигать какой-то ролик по окружности периметра, то все остальные ролики тоже сдвинутся. При этому между ними будет сохранено постоянное, равное расстояние.

Если вращать основу, то и ролики последуют за ней, так как между ними и основой имеется небольшая сила вязкого трения.

Постепенно увеличивая обороты основы, можно добиться вращения всей этой системы как целостной. И она получит соответствующий момент инерции и сможет очень долго вращаться (если подшипники будут качественные). А еще якобы должен возникнуть антигравитационный эффект в такой системе магнитов, и за счет него устройство даже может взлететь.

Но по факту это вызывает сильнейшие сомнения, ведь получением халявной энергии тут и не пахнет! Для превращения ее в генератор ЭДС надо использовать тот же принцип, что и в обычных генераторах: вращающиеся вместе с основой ролики проходят через зазоры ярма (а оно выполнено тоже из магнитного материала), что приводит к индуцированию ЭДС в катушках, намотанных на ярме. И вот тогда с клемм с концов катушек уже можно снимать ЭДС.

Ученые-физики считают Сёрла банальным фокусником и считают, что его генератор, а вернее, двигатель, может работать только в том случае, если запустить его с помощью внешнего генератора, а это, согласитесь, совсем не то, что приписывают любители мистики от физики Сёрлу 🙂 А еще где-то в англоязычных источниках можно встретить такую историю: Сёрл сочинил свою статью про создание такого генератора в качестве шутки на День дурака, чтобы разыграть коллег-механиков. Отнесенная в журнал рукопись должна была выйти как раз в этот день, но что-то пошло не так, и рукопись опубликовали згначительно позже. Шутка запоздала, а люди поверили. Говорят, что Сёрл потом неоднократно извинялся за то, что ввел столько народу в заблуждение, но было уже поздно: вера в чудо прочно посетилась в головах идеалистов от физики и изобретателей и благополучно существует и в наши дни 🙂 Кто знает, может быть, когда-нибудь это сподвигнет кого-то на действительно великое изобретение!