脈沖振蕩器是開關電源中至關重要的組成部分,負責產生周期性的脈沖信號。這些脈沖信號控制著開關晶體管的開閉,進而調節能量的傳遞與轉換。其工作原理涉及電子電路中的非線性元件、儲能元件以及反饋網絡,共同形成穩定的自激振蕩。
在脈沖振蕩器中,當晶體管Q3轉入導通態時,正向控制電壓+Vc將通過脈沖變壓器原邊線圈、Q3的集電極到發射極,然后通過R15流回電源的負向節點-Vc。這時,脈沖變壓器的副邊線圈會由于互感作用產生感應電勢。副邊線圈一端連接至-Vc,另一端則通過R12和C8網絡連接到Q3的基極。感應電勢的極性與原邊線圈自感電勢相同(根據圖中標注,上下端為同名端),從而為Q3的基極提供更大的電流,這一過程加速了Q3進入飽和狀態。
隨著Q3進入飽和狀態,集電極電流Ic不再發生變化,這在圖4的時間軸上對應于t0至t3階段。經過t3至t4的飽和期后,自感電勢和互感電勢的極性發生反轉,即變為上負下正。
副邊線圈中的這一反轉電勢通過R15施加到Q1的發射極,同時通過R12和C8施加到Q3的基極,形成反向偏置,迅速推動Q3從飽和狀態過渡到截止狀態,如圖中t4至t6所示。Q3截止之后,由D8、R17和C7組成的阻尼電路迅速吸收原邊線圈中產生的反向電勢和電流,如圖中t6至t7所示。至此,一個振蕩周期完成。隨后,振蕩器將不斷重復上述過程。
需要注意的是,脈沖振蕩器的頻率主要由C8以及與之并聯的副邊線圈的電感量共同決定。這些元件的值會影響儲能和放電的時間常數,進而決定了振蕩頻率。
此外,為了確保脈沖振蕩器的穩定工作,設計者還會在電路中加入各類保護元件,如過流保護、過熱保護等。這些保護措施可以在電路出現異常情況時及時介入,避免損壞振蕩器或其他電路元件,提升整個電源系統的可靠性。
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