Довольно часто для реализации электронных балластов, работающих от низковольтных источников питания, используют однотактные повышающие преобразователи. Достоинством этих преобразователей является низкая стоимость реализации. Среди различных схем предельной простотой отличается однотактный автогенераторный преобразователь, схема которого приведена на рис. 3.71.

Рис. 3.71. Схема однотактного преобразователя

Рассмотрим кратко принцип его работы. Трансформатор Т1 - линейный дроссель; интервалы накопления энергии в нем и передачи накопленной энергии в нагрузку разнесены во времени. На рис. 3.72 показаны временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя.

При подключении питающего напряжения U_пит через резистор R1 начинает проходить ток базы транзистора VT1.

Диод VD1 препятствует прохождению тока по цепи базовой обмотки, а шунтирующий его конденсатор С2 увеличивает положительную обратную связь (ПОС) на этапе формирования фронтов напряжения. Транзистор приоткрывается, замыкается цепь ПОС через трансформатор Т1, в котором происходит регенеративный процесс накопления энергии. Транзистор VT1 входит в насыщение. К первичной обмотке трансформатора приложено напряжение питания, и ток I_I (ток коллектора I_к транзистора VT1) линейно нарастает.

Рис. 3.72. Форма тока в обмотках трансформатора:

 I_I - ток первичной обмотки трансформатора; I_II - ток вторичной обмотки;  t_н - интервал накопления энергии в дросселе; t_п - интервал передачи энергии в нагрузку

Ток базы 1Б насыщенного транзистора определяется напряжением на обмотке III и сопротивлением резистора R2. Когда ток коллектора I_к достигнет значения

где h21_э - статический коэффициент передачи тока транзистора VT1, транзистор выходит из режима насыщения.

Развивается обратный регенеративный процесс: транзистор закрывается, и энергия, накопленная трансформатором, передается в нагрузку. После уменьшения тока вторичной обмотки вновь начинается этап накопления энергии. Интервал времени t_п максимален при включении преобразователя, когда конденсатор C3 разряжен, и напряжение на нагрузке равно нулю.

Рассматриваемая схема является функциональным преобразователем источника напряжения питания U_пит в источник тока нагрузки tн.

Важно отметить, поскольку этапы накопления энергии и ее передачи разнесены во времени, максимальный ток коллектора транзистора не зависит от тока нагрузки, т. е. преобразователь полностью защищен от замыканий на выходе. Однако при включении преобразователя без нагрузки (режим холостого хода) всплеск напряжения на обмотке трансформатора в момент закрывания транзистора может превысить максимально допустимое значение напряжения "коллектор-эмиттер" и вывести транзистор из строя.

Недостаток простейшего преобразователя - зависимость тока коллектора I_{к max}, а следовательно, и выходного напряжения от статического коэффициента передачи тока транзистора VT1. Поэтому параметры источника питания будут значительно отличаться при использовании различных экземпляров транзисторов.

Автор: Корякин-Черняк С.Л.