ブロッキング発振器

スイッチ（トランジスタ、真空管）が閉じると、電源電圧 V _bが変圧器の一次側に印加されます。変圧器の磁化電流 I _m ^{[ 2 ]}は I _m = V _primary ×t/L _pです。ここで t (時間) は 0 から始まる変数です。この磁化電流 I _{mは、二次負荷（例えばスイッチの制御端子）に流れ込む反射二次電流 I s}に「乗る」ことになります（一次側の反射二次電流 = I _s /N）。変化する一次電流は、変圧器の巻線に変化する磁場（「磁束」）を引き起こします。この変化する磁場は、（比較的）安定した二次電圧 V _s = N×V _bを誘起します。一部の設計（図に示すように）では、二次電圧 V _{s が}電源電圧 V _bに加算されます。この場合、（スイッチが閉じている間）一次側の電圧がほぼ V _bであるため、V _s = (N+1)×V _bとなります。あるいは、スイッチは制御電圧または電流の一部をVbから直接受け取り_、残りを誘導電圧_Vsから受け取る場合もある。このように、スイッチ制御電圧または電流は「同相」であり、スイッチを閉じた状態に保ち、（スイッチを介して）一次側の電源電圧を維持する。

一次抵抗とスイッチ抵抗がほとんどまたは全くない場合、磁化電流 I _mの増加は、最初の段落の式で定義される「線形ランプ」になります。一次抵抗またはスイッチ抵抗、あるいはその両方がかなり大きい場合（総抵抗 R、例えば一次コイル抵抗とエミッタ内の抵抗、FET チャネル抵抗）、L _{p /R 時定数により、磁化電流は傾きが継続的に減少する上昇}曲線になります。どちらの場合も、磁化電流 I _mは総一次（およびスイッチ）電流 I _pを支配するようになります。リミッタがない場合、磁化電流は永遠に増加し続けます。ただし、最初のケース（低抵抗）では、スイッチは最終的にそれ以上の電流を「サポート」できなくなり、実効抵抗が非常に大きくなり、スイッチの両端の電圧降下が電源電圧と等しくなります。この状態のスイッチは「飽和」していると言われます（これは、トランジスタのゲイン h _feまたは「ベータ」によって決まります）。 2番目のケース（例えば、一次側および／またはエミッタ側の抵抗が支配的な場合）では、電流の（減少する）傾きが、二次側に誘導される電圧がスイッチを閉じた状態に保つのに十分でなくなる点まで減少します。3番目のケースでは、磁性「コア」材料が飽和し、磁場のさらなる増加を支えられなくなります。この状態では、一次側から二次側への誘導が失敗します。すべての場合において、一次側の磁化電流（したがって磁束）の増加率、またはコア材料が飽和している場合は磁束の増加率が、ゼロ（またはゼロに近い値）まで低下します。最初の2つのケースでは、一次電流は流れ続けますが、一次回路の全抵抗Rで割った供給電圧Vbに等しい定常値に近づきます_。この電流制限状態では、変圧器の磁束は定常状態になります。磁束の変化のみが二次側への電圧誘導を引き起こすため、定常磁束は誘導の失敗を表します。二次電圧はゼロまで低下し、スイッチが開きます。 3つ目のケースでは、コアの飽和により一次電流が一時的に増加する可能性があるが、二次側に十分な電圧が誘起されないため、最終的にはスイッチが開く。

スイッチが T _openで開いたので、一次側の磁化電流は I _peak,m = V _p ×T _closed /L _pとなり、エネルギー U _{pは I peak,m}によって生成されたこの「磁化」場に蓄積されます(エネルギー U _m = 1/2×L _p ×I _peak,m ^{2 )。しかし、スイッチが開いて一次電圧が除去されたため、磁場のさらなる増加や定常状態の磁場を維持する一次電圧 (V} _b )はなくなりました。磁場 (磁束) は崩壊し始め、崩壊によって一次巻線、二次巻線、またはその両方に電流と電圧が誘導され、エネルギーが回路に押し戻されます。一次側への誘導は、すべての磁束が通過する一次巻線 (一次インダクタンス L _pで表される) を介して行われます。崩壊する磁束によって一次電圧が発生し、電流は一次側から（開いた）スイッチに向かって、またはLEDやツェナーダイオードなどの一次負荷に流れ続けるように強制されます。二次側への誘導は、相互に（結合した）磁束が通過する二次巻線を介して行われます。この誘導により二次側に電圧が発生し、この電圧が（例えばダイオードやFETゲートの非常に高いインピーダンスによって）遮断されない場合、二次電流が二次回路に流れ込みます（ただし逆方向）。いずれの場合も、電流を吸収する部品がない場合、スイッチの電圧は非常に速く上昇します。一次負荷がない場合、または二次電流が非常に限られている場合は、電圧は巻線の分布容量（いわゆる巻線間容量）によってのみ制限され、スイッチを破壊する可能性があります。巻線間容量と小さな二次負荷のみが存在してエネルギーを吸収する場合、非常に高周波の振動が発生し、これらの「寄生振動」は電磁干渉の可能性のある原因となります。

二次電圧の電位は、次の方法で負に反転します。崩壊する磁束により、一次電流が一次側から、現在開いているスイッチに向かって流れます。つまり、スイッチが閉じられていたときと同じ方向に流れます。一次側のスイッチ端から電流が流れるためには、スイッチ端の一次電圧が、電源電圧 V b にあるもう一方の端に対して正でなければなりません。_しかし、これは、スイッチが閉じられていたときの一次電圧とは極性が逆の一次電圧を表しています。T _closedの間、一次側のスイッチ端はほぼゼロであり、したがって電源端に対して負でしたが、T _{openの間は V b}に対して正になっています。

変圧器の「巻線方向」（巻線の向き）により、二次側に現れる電圧は負でなければなりません。負の制御電圧はスイッチ（NPNバイポーラトランジスタやNチャネルFETなど）を開いたままにし、この状態は崩壊する磁束のエネルギーが（何らかの方法で）吸収されるまで続きます。吸収体が一次回路にある場合、例えば電圧Vzが一次_{巻線に「逆向き」に接続されたツェナーダイオード（またはLED）の場合、電流波形は三角波となり、開状態}となる時間tは式Ip = Ipeak,m - Vz × Topen / Lpで決定されます_。ここ_でIpeak _, m_はスイッチ_が開い_たときの一次電流です。吸収体がコンデンサの場合、電圧と電流の波形は1/2サイクルの正弦波となり、吸収体がコンデンサと抵抗の組み合わせの場合、波形は1/2サイクルの減衰正弦波となります。

エネルギーの放電が完了すると、制御回路は「遮断解除」されます。スイッチへの制御電圧（または電流）は、制御入力に自由に「流れ込み」、スイッチを閉じます。これは、コンデンサが制御電圧または電流を「転流」する場合に分かりやすくなります。リンギング振動によって、制御電圧または電流は負（スイッチ開）から0を経て正（スイッチ閉）へと伝わります。

最も単純なケースでは、全サイクルの継続時間 (T _closed + T _open )、したがってその繰り返し率 (サイクル継続時間の逆数) は、ほぼ完全に変圧器の磁化インダクタンス L _p、供給電圧、および負荷電圧 V _zに依存します。コンデンサと抵抗器を使用してエネルギーを吸収する場合、繰り返し率は RC時定数、または R が小さいか存在しない場合は LC 時定数に依存します (L は L _p、L _s 、または L _p,sのいずれかです)。