발진기 - 작동 원리, 유형, 적용

진동 시스템을 오실레이터라고 합니다. 즉 오실레이터는 어떤 지표가 바뀌거나 여러 지표가 주기적으로 반복되는 시스템이다. 같은 단어 "oscillator"는 라틴어 "oscillo"-swing에서 나옵니다.

발진기는 거의 모든 선형 물리적 시스템이 발진기로 설명될 수 있기 때문에 물리학 및 기술에서 중요한 역할을 합니다. 가장 간단한 발진기의 예는 발진 회로와 진자입니다. 전기 발진기는 직류를 교류로 변환하고 제어 회로를 사용하여 필요한 주파수에서 발진을 생성합니다.

인덕턴스 L의 코일과 커패시턴스 C의 커패시터로 구성된 발진 회로의 예를 사용하여 전기 발진기의 기본 작동 프로세스를 설명할 수 있습니다. 단자를 코일에 연결한 직후 충전된 커패시터는 커패시터를 통해 방전되기 시작하고 커패시터의 전계 에너지는 점차 코일의 전자기장 에너지로 변환됩니다.

커패시터가 완전히 방전되면, 그것의 모든 에너지는 코일의 에너지로 들어가고, 전하는 코일을 통해 계속 이동하고 처음부터 반대 극성으로 커패시터를 재충전합니다.

또한 커패시터는 코일을 통해 다시 방전되기 시작하지만 반대 방향 등입니다. - 회로에서 진동의 각 기간, 와이어 코일의 저항과 커패시터의 유전체에서 에너지 소실로 인해 진동이 사라질 때까지 프로세스가 반복됩니다.

어떤 식 으로든이 예의 발진 회로는 가장 간단한 발진기입니다. 커패시터의 전하, 커패시터 플레이트 사이의 전위차, 커패시터의 유전체, 코일을 통과하는 전류 및 코일의 자기 유도. 이 경우 자유 감쇠 진동이 발생합니다.

진동 진동이 감쇠되지 않으려면 소실된 전기 에너지를 보충해야 합니다. 동시에 회로에서 진동의 진폭을 일정하게 유지하려면 진폭이 주어진 값 이하로 감소하지 않고 증가하지 않도록 들어오는 전기를 제어해야 합니다. 이 목표를 달성하기 위해 회로에 피드백 루프가 도입되었습니다.

이러한 방식으로 발진기는 출력 신호가 제어 회로의 활성 요소에 부분적으로 공급되는 포지티브 피드백 증폭기 회로가 되며, 그 결과 일정한 진폭과 주파수의 연속 정현파 발진이 회로에서 유지됩니다.즉, 정현파 발진기는 피드백 루프의 프로세스를 지원하여 능동 요소에서 수동 요소로의 에너지 흐름으로 인해 작동합니다. 진동은 약간 가변적인 형태를 가집니다.

오실레이터는 다음과 같습니다.

• 긍정적이거나 부정적인 피드백으로;

• 정현파, 삼각형, 톱니파, 직사각형 파형; 저주파, 무선 주파수, 고주파 등;

• RC, LC — 발진기, 수정 발진기(석영);

• 상수, 가변 또는 조정 가능한 주파수 발진기.

발진기(제너레이터) Royer

정전압을 직사각형 펄스로 변환하거나 다른 목적으로 전자기 발진을 얻으려면 Royer 변압기 발진기 또는 Royer 생성기를 사용할 수 있습니다.... 이 장치에는 한 쌍의 바이폴라 트랜지스터 VT1 및 VT2, 한 쌍의 저항 R1 및 R2, 한 쌍의 커패시터 C1 및 C2도 코일이 있는 포화 자기 회로 — 변압기 T.

트랜지스터는 키 모드에서 작동하고 포화된 자기 회로는 포지티브 피드백을 허용하고 필요한 경우 1차 루프에서 2차 권선을 전기적으로 분리합니다.

초기 순간에 전원 공급 장치가 켜지면 작은 컬렉터 전류가 소스 Up에서 트랜지스터를 통해 흐르기 시작합니다. 트랜지스터 중 하나가 더 일찍 열리고(let VT1) 권선을 가로지르는 자속이 증가하고 권선에 유도된 EMF가 동시에 증가합니다. 기본 권선 1과 4의 EMF는 먼저 열리기 시작한 트랜지스터(VT1)가 열리고 시작 전류가 낮은 트랜지스터(VT2)가 닫히도록 합니다.

트랜지스터 VT1의 콜렉터 전류와 자기 회로의 자속은 자기 회로가 포화될 때까지 계속 증가하고 포화 순간 권선의 EMF는 0이 됩니다. 컬렉터 전류 VT1이 감소하기 시작하고 자속이 감소합니다.

권선에 유도된 EMF의 극성은 반전되고 기본 권선이 대칭이기 때문에 트랜지스터 VT1이 닫히기 시작하고 VT2가 열리기 시작합니다.

트랜지스터 VT2의 컬렉터 전류는 자속 증가가 멈출 때까지 (이제 반대 방향으로) 증가하기 시작하고 권선의 EMF가 0으로 돌아 오면 콜렉터 전류 VT2가 감소하기 시작하고 자속이 감소합니다. EMF는 극성을 변경합니다. 트랜지스터 VT2가 닫히고 VT1이 열리고 프로세스가 주기적으로 계속 반복됩니다.

Royer 발생기의 발진 주파수는 다음 공식에 따라 전원의 매개 변수와 자기 회로의 특성과 관련됩니다.

위로 - 공급 전압; ω는 컬렉터의 각 코일의 회전 수입니다. S는 자기 회로의 단면적(sq. Cm)입니다. Bn — 코어 포화 유도.

자기 회로의 포화 과정에서 변압기 권선의 EMF는 일정하므로 부하가 연결된 2 차 권선이 있으면 EMF는 직사각형 펄스의 형태를 취합니다. 트랜지스터 기본 회로의 저항은 변환기의 작동을 안정화하고 커패시터는 출력 전압의 모양을 개선하는 데 도움이 됩니다.

Royer 발진기는 T 변압기 코어의 자기 특성에 따라 단위에서 수백 kHz의 주파수에서 작동할 수 있습니다.

용접 발진기

용접 아크의 점화를 촉진하고 안정성을 유지하기 위해 용접 오실레이터가 사용됩니다. 용접 발진기는 기존의 AC 또는 DC 전원 공급 장치와 함께 작동하도록 설계된 고주파 서지 발생기입니다. 2차 전압이 2~3kV인 LF 승압 변압기를 기반으로 한 감쇠 진동 스파크 발생기입니다.

변압기 외에도 회로에는 리미터, 발진 회로, 커플 링 코일 및 차단 커패시터가 포함되어 있습니다. 발진 회로 덕분에 고주파 변압기가 주요 구성 요소로 작동합니다.

고주파 진동은 고주파 변압기를 통과하고 고주파 전압은 아크 갭을 통해 인가됩니다. 바이패스 커패시터는 아크 전원이 바이패스되는 것을 방지합니다. 발진기 코일을 HF 전류로부터 안정적으로 분리하기 위해 용접 회로에 초크도 포함되어 있습니다.

최대 300W의 전력으로 용접 발진기는 수십 마이크로초 동안 지속되는 펄스를 제공하며 이는 가벼운 아크를 점화하기에 충분합니다. 고주파, 고전압 전류는 작동하는 용접 회로에 단순히 중첩됩니다.

용접 발진기는 두 가지 유형이 있습니다.

• 펄스 전원;

• 지속적인 행동.

연속 발진기 여자기는 용접 공정 중에 지속적으로 작동하여 전류 위에 고주파(150~250kHz) 및 고전압(3000~6000V) 보조 전류를 중첩하여 아크를 발생시킵니다.

이 전류는 안전 예방책을 준수하는 경우 용접기에 해를 끼치지 않습니다. 고주파 전류의 영향을 받는 아크는 낮은 용접 전류 값에서 고르게 연소됩니다.

소스에 대한 고전압 보호 장치를 설치할 필요가 없기 때문에 직렬 연결에서 가장 효율적인 용접 발진기입니다. 작동 중에 피뢰기는 특수 나사로 작업을 시작하기 전에 조정되는 최대 2mm의 간격을 통해 조용한 딱딱 소리를냅니다 (이 때 콘센트에서 플러그가 제거됩니다!).

AC 용접은 펄스 전력 발진기를 사용하여 AC 전류의 극성을 반전시키면서 아크 점화를 돕습니다.