VN blokovací generátor (vysokonapäťový zdroj) pre experimenty - môžete si ho kúpiť na internete alebo si ho vyrobiť sami. Na to nepotrebujeme veľa detailov a schopnosť pracovať s spájkovačkou.
Na jej zozbieranie potrebujete:
1. Horizontálny skenovací transformátor TVS-110L, TVS-110PTs15 z elektrónkových čiernobielych a farebných televízorov (akákoľvek linka)
2. 1 alebo 2 kondenzátory 16-50v - 2000-2200pF
3. 2 odpory 27Ω a 270-240Ω
4. 1-tranzistorový 2T808A KT808 KT808A alebo podobný v charakteristikách. + dobrý chladič na chladenie
5. Drôty
6. Spájkovačka
7. Rovné ruky
A tak vezmeme linkára, opatrne ho rozoberieme, necháme sekundárne vysokonapäťové vinutie pozostávajúce z mnohých závitov tenkého drôtu, feritového jadra. Naše vinutia navíjame smaltovaným medeným drôtom na druhú voľnú stranu feritového jadra, pričom sme predtým okolo feritu vytvorili rúrku z hrubého kartónu.
Prvý: 5 závitov s priemerom približne 1,5-1,7 mm
Po druhé: 3 otáčky s priemerom približne 1,1 mm
Vo všeobecnosti sa hrúbka a počet závitov môžu meniť. Čo bolo po ruke - z toho a vyrobené.
V špajzi sa našli rezistory a dvojica výkonných bipolárnych n-p-n tranzistorov KT808a a 2t808a. Nechcel robiť žiarič – kvôli veľkým rozmerom tranzistora, aj keď neskoršie skúsenosti ukázali, že veľký žiarič je určite potrebný.
Na napájanie tohto všetkého som zvolil 12V transformátor, napájať ho môžete aj z bežného 12 voltu 7A pod. z UPS. (pre zvýšenie výstupného napätia môžete použiť nie 12 voltov, ale napríklad 40 voltov, ale tu už musíte myslieť na dobré chladenie tranz a obraty primárne vinutie môžete urobiť nie 5-3, ale napríklad 7-5).
Ak sa chystáte použiť transformátor, budete potrebovať diódový mostík na usmernenie prúdu zo AC na DC, diódový mostík nájdete v napájaní z počítača, nájdete tam aj kondenzátory a odpory + vodiče.
v dôsledku toho dostaneme na výstupe 9-10kV.
Celú konštrukciu som umiestnil do puzdra z PSU. ukázalo sa to celkom kompaktne.
Takže máme HV blokovací generátor, ktorý nám umožňuje experimentovať a spúšťať Tesla Transformer.
Obvod je zostavený na blokovacom generátore. NPN tranzistor môžete dať akékoľvek: KT805, KT809A. Linkový transformátor TVS-110LA alebo TVS-110L6. Nechýba ani multiplikátor. Multiplikátor môžete spájkovať podľa schémy alebo môžete vložiť hotový multiplikátor UN9 / 27. Napájacie napätie 12-30 voltov. Spotreba 80 - 300 mA.
Zoznam rádiových komponentov obvodu:
27 ohm 2 W
220 - 240 Ohm 5-7W
VT KT809A 
Transformátor TVS-110LA alebo TVS-110L6
Primárne vinutie je úplne odstránené z feritového jadra a ďalšia cievka je navinutá na kartónový rám s izolačnou elektrickou páskou, pričom prvý a druhý závit k cievke je cez vrstvu elektrickej pásky.
Vinutie L1 je spätnoväzbové vinutie a je navinuté drôtom malého priemeru, môže to byť čokoľvek, napríklad 0,2-0,3 mm. Počet otáčok vinutia spojky je možné zvoliť, ale nemal by byť väčší ako 5 otáčok, pretože pri väčšom počte hrozí spálenie tranzistora z dôvodu pomerne veľkého indukovaného napätia na komunikačnom vinutí.
Vinutie L2 je funkčné a zvyčajne sa vyrába s hrubým drôtom (0,5-1,5 mm). Počet závitov - čím menší, tým väčšie je výstupné napätie. Ale s menším počtom závitov tohto vinutia existuje riziko spálenia tranzistora. Optimálne množstvo je 3-4 otáčky. Tieto vinutia sú umiestnené na jadre a musia byť od neho spoľahlivo izolované, pretože. v prípade poruchy zo sekundárneho na jadro a zasiahnutie vysoké napätie vysoká frekvencia na ktoromkoľvek vinutí, môžete zabiť tranzistor s 99% zárukou.
Nízkoenergetické vysokonapäťové generátory sa široko používajú pri detekcii chýb, na napájanie prenosných urýchľovačov častíc, röntgenových a katódových trubíc, fotonásobičov a detektorov ionizujúceho žiarenia. Okrem toho sa používajú aj na elektroimpulznú deštrukciu pevných látok, získavanie ultrajemných práškov, syntézu nových materiálov, ako detektory úniku iskier, na spúšťanie svetelných zdrojov s plynovou výbojkou, na elektrodiagnostiku materiálov a produktov, na získanie plynového výboja fotografie metódou S. D. Kirliana, testovanie kvality vysokonapäťovej izolácie. V každodennom živote sa podobné zariadenia používajú ako zdroje energie pre elektronické lapače ultrajemného a rádioaktívneho prachu, elektronické zapaľovacie systémy, pre elektrofluviálne lustre (lustre A. L. Čiževského), ionizátory vzduchu, lekárske prístroje, plynové zapaľovače, elektrické ohradníky, elektrické šoky atď. .
Bežne vysokonapäťové generátory zahŕňajú zariadenia, ktoré generujú napätie nad 1 kV.
Generátor vysokonapäťových impulzov pomocou rezonančného transformátora (obr. 11.1) je vyrobený podľa klasickej schémy na plynovom výboji RB-3.
Kondenzátor C2 sa nabíja pulzujúcim napätím cez diódu VD1 a rezistor R1 na prierazné napätie plynového vybíjača. V dôsledku prerušenia plynovej medzery zvodiča sa kondenzátor vybije na primárne vinutie transformátora, po čom sa proces opakuje. V dôsledku toho sa na výstupe transformátora T1 vytvárajú tlmené vysokonapäťové impulzy s amplitúdou do 3 ... 20 kV.
Na ochranu výstupného vinutia transformátora pred prepätím je k nemu paralelne pripojený zvodič prepätia vyrobený vo forme elektród s nastaviteľnou vzduchovou medzerou.
Ryža. 11.1. Schéma vysokonapäťového generátora impulzov s použitím plynového vybíjača
Ryža. 11.2. Schéma vysokonapäťového generátora impulzov so zdvojnásobením napätia
Transformátor T1 generátora impulzov (obr. 11.1) je vyrobený na otvorenom feritovom jadre M400NN-3 s priemerom 8 a dĺžkou 100 mm. Primárne (nízkonapäťové) vinutie transformátora obsahuje 20 závitov drôtu MGSHV 0,75 mm s rozstupom vinutia 5 ... 6 mm. Sekundárne vinutie obsahuje 2400 závitov bežného vinutia drôtu PEV-2 0,04 mm. Primárne vinutie je navinuté cez sekundárne vinutie cez polytetrafluóretylénové (fluoroplastové) tesnenie 2 × 0,05 mm. Sekundárne vinutie transformátora musí byť spoľahlivo izolované od primárneho.
Verzia generátora vysokonapäťových impulzov s použitím rezonančného transformátora je znázornená na obr. 11.2. V tomto obvode generátora je galvanické oddelenie od siete. Sieťové napätie vstupuje do medziľahlého (zvyšovacieho) transformátora T1. Napätie odstránené zo sekundárneho vinutia sieťového transformátora sa privádza do usmerňovača, ktorý pracuje podľa schémy zdvojnásobenia napätia.
v dôsledku činnosti takéhoto usmerňovača sa na hornej doske kondenzátora C2 objaví kladné napätie vzhľadom na neutrálny vodič, rovnajúce sa V2L / „, kde je napätie na sekundárnom vinutí výkonového transformátora.
Na kondenzátore C1 sa vytvorí zodpovedajúce napätie opačného znamienka. V dôsledku toho sa napätie na doskách kondenzátora C3 bude rovnať 2 V2L / „.
Rýchlosť nabíjania kondenzátorov C1 a C2 (C1=C2) je určená hodnotou odporu R1.
Keď sa napätie na doskách kondenzátora C3 rovná prieraznému napätiu plynového výboja FV1, dôjde k prerušeniu jeho plynovej medzery, kondenzátor C3 a teda aj kondenzátory C1 a C2 sa vybijú, dôjde k periodickým tlmeným osciláciám. v sekundárnom vinutí transformátora T2. Po vybití kondenzátorov a vypnutí zvodiča sa proces nabíjania a následného vybitia kondenzátorov na primárne vinutie transformátora T2 opäť zopakuje.
Vysokonapäťový generátor slúžiaci na fotografovanie v plynovom výboji, ako aj na zachytávanie ultrajemného a rádioaktívneho prachu (obr. 11.3) pozostáva zo zdvojovača napätia, resp. relaxačný generátor impulzov a stupňovitého rezonančného transformátora.
Zdvojovač napätia je vyrobený na diódach VD1, VD2 a kondenzátoroch C1, C2. Nabíjací obvod tvoria kondenzátory C1 - C3 a rezistor R1. Paralelne ku kondenzátorom C1 - C3 je k primárnemu vinutiu sériovo zapojeného zvyšovacieho transformátora T1 pripojený plynový vybíjač 350 V.
Akonáhle úroveň jednosmerného napätia na kondenzátoroch C1 - C3 prekročí prierazné napätie zvodiča, kondenzátory sa vybijú cez vinutie zvyšovacieho transformátora a v dôsledku toho sa vytvorí vysokonapäťový impulz. Prvky obvodu sú zvolené tak, aby frekvencia vytvárania impulzov bola asi 1 Hz. Kondenzátor C4 je určený na ochranu výstupnej svorky zariadenia pred vniknutím sieťového napätia.
Výstupné napätie zariadenie je úplne určené vlastnosťami použitého transformátora a môže dosiahnuť 15 kV. vysokonapäťový výstupný transformátor
Ryža. 11.3. Schéma vysokonapäťového generátora impulzov s použitím plynového iskriska alebo dinistorov
na dielektrickej rúrke s vonkajším priemerom 8 a dĺžkou 150 mm je vytvorené napätie rádovo ^0 kV, vo vnútri je umiestnená medená elektróda s priemerom 1,5 mm. Sekundárne vinutie obsahuje 3 ... 4 000 závitov drôtu PELSHO 0,12 navinutého na závit v 10 ... 13 vrstvách (šírka vinutia 70 mm) a impregnované lepidlom YF-2 s polytetrafluóretylénovou medzivrstvovou izoláciou. Primárne vinutie obsahuje 20 závitov drôtu PEV 0,75 pretiahnutého cez PVC cambric.
Ako taký transformátor môžete použiť aj upravený horizontálny TV výstupný transformátor; transformátory pre elektronické zapaľovače, zábleskové lampy, zapaľovacie cievky atď.
Plynový vybíjač R-350 je možné nahradiť prepínateľnou reťazou dinistorov typu KN102 (obr. 11.3 vpravo), ktorá umožní skokovú zmenu výstupného napätia. Na rovnomerné rozloženie napätia na dinistoroch sú paralelne ku každému z nich zapojené odpory rovnakého menovitého výkonu s odporom 300 ... 510 kOhm.
Variant zapojenia vysokonapäťového generátora s použitím plynom plneného zariadenia, tyratrónu, ako prahového spínacieho prvku, je znázornený na obr. 11.4.
Sieťové napätie je usmernené diódou VD1. Usmernené napätie je vyhladené kondenzátorom C1 a privádzané do nabíjacieho obvodu R1, C2. Akonáhle napätie na kondenzátore C2 dosiahne zapaľovacie napätie tyratrónu VL1, je
Ryža. 11.4. Schéma vysokonapäťového generátora impulzov s použitím tyratrónu
bliká. Kondenzátor C2 sa vybije cez primárne vinutie transformátora T1, tyratrón zhasne, kondenzátor sa začne znova nabíjať atď.
Ako transformátor T1 bola použitá automobilová zapaľovacia cievka.
Namiesto tyratrónu VL1 MTX-90 je možné zaradiť jeden alebo viac dinistorov typu KN102. Amplitúdu záťažového napätia je možné upraviť počtom zahrnutých dinistorov.
Konštrukcia VU meniča pomocou tyratrónového spínača je popísaná v . Upozorňujeme, že na vybitie kondenzátora možno použiť aj iné typy zariadení naplnených plynom.
Sľubnejšie je použitie polovodičových spínacích zariadení v moderných vysokonapäťových generátoroch. Ich výhody sú jasne vyjadrené: sú to vysoká opakovateľnosť parametrov, nižšia cena a rozmery, vysoká spoľahlivosť.
Nižšie budeme uvažovať o generátoroch vysokonapäťových impulzov pomocou polovodičových spínacích zariadení (dinistory, tyristory, bipolárne tranzistory a tranzistory s efektom poľa).
Docela ekvivalentné, ale nízkoprúdové analógy plynových výbojov sú dinistory.
Na obr. 11.5 je znázornený elektrický obvod generátora vyrobeného na dinistoroch. Vo svojej štruktúre je generátor úplne podobný tým, ktoré boli opísané skôr (obr. 11.1, 11.4). Hlavný rozdiel spočíva v nahradení vybíjača plynu reťazou sériovo zapojených dizistorov.
Ryža. 11.5. Schéma vysokonapäťového generátora impulzov na dinistoroch
Ryža. 11.6. Schéma vysokonapäťového generátora impulzov s mostíkovým usmerňovačom
Je potrebné poznamenať, že účinnosť takýchto analógových a spínacích prúdov je výrazne nižšia ako účinnosť prototypu, avšak dinistory sú cenovo dostupnejšie a odolnejšie.
Trochu komplikovaná verzia vysokonapäťového generátora impulzov je znázornená na obr. 11.6. Sieťové napätie je privádzané do mostíkových usmerňovacích diód VD1 - VD4. Usmernené napätie je vyhladené kondenzátorom C1. Na tomto kondenzátore sa vytvára konštantné napätie cca 300 V, ktoré slúži na napájanie relaxačného oscilátora zloženého z prvkov R3, C2, VD5 a VD6. Jeho záťažou je primárne vinutie transformátora T1. Zo sekundárneho vinutia sa odoberajú impulzy s amplitúdou približne 5 kBv s opakovacou frekvenciou až 800 Hz.
Reťazec dinistorov musí byť dimenzovaný na zapínacie napätie cca 200 V. Tu je možné použiť dizistory typu KN102 alebo D228. V tomto prípade je potrebné mať na pamäti, že zapínacie napätie dinistorov typu KN102A, D228A je 20 V; KN102B, D228B - 28 V; KN102V, D228V - 40 V;
KN102G, D228G - 56 V; KN102D, D228D - 80 V; KN102E - 75 V; KN102Zh, D228Zh - 120 V; KN102I, D228I - 150 B.
Ako transformátor T1 vo vyššie uvedených zariadeniach je možné použiť upravený horizontálny transformátor z čiernobieleho televízora. Jeho vysokonapäťové vinutie je ponechané, zvyšok je odstránený a namiesto nich je navinuté nízkonapäťové (primárne) vinutie - 15 ... 30 závitov PEV drôtu s priemerom 0,5 ... 0,8 mm.
Pri výbere počtu závitov primárneho vinutia by sa mal brať do úvahy počet závitov sekundárneho vinutia. Treba mať tiež na pamäti, že veľkosť výstupného napätia vysokonapäťového generátora impulzov závisí vo väčšej miere od ladenia transformátorových obvodov na rezonanciu, než od pomeru počtu závitov vinutia.
Charakteristiky niektorých typov horizontálnych televíznych transformátorov sú uvedené v tabuľke 11.1.
Tabuľka 11.1. Parametre vysokonapäťových vinutí unifikovaných horizontálnych televíznych transformátorov
|
Typ transformátora |
Počet otáčok |
R vinutia, Ohm |
||||
|
TVS-A, TVS-B |
||||||
|
TVS-110, TVS-110M |
||||||
|
Typ transformátora |
Počet otáčok |
R vinutia, Oi |
||||
|
TVS-90LTs2, TVS-90LTs2-1 |
||||||
|
TVS-110PTs15 |
||||||
|
TVS-110PTs16, TVS-11RPTs18 |
||||||
Ryža. 11.7. Elektrické schéma generátor vysokonapäťových impulzov
Na obr. 11.7 je znázornená schéma dvojstupňového vysokonapäťového generátora impulzov zverejnená na jednej zo stránok, v ktorej je ako spínací prvok použitý tyristor. Na druhej strane, ako prahový prvok, ktorý určuje frekvenciu opakovania vysokonapäťových impulzov a spúšťa tyristor, zariadenie na vypúšťanie plynu- neónová lampa (reťaz HL1, HL2).
Keď je privedené napájacie napätie, generátor impulzov, vyrobený na báze tranzistora VT1 (2N2219A - KT630G), generuje napätie asi 150 V. Toto napätie je usmernené diódou VD1 a nabíja kondenzátor C2.
Potom, čo napätie na kondenzátore C2 prekročí napätie zapaľovania neónové lampy HL1, HL2, cez odpor obmedzujúci prúd R2 sa kondenzátor vybije na riadiacu elektródu tyristora VS1, tyristor sa otvorí. Výbojový prúd kondenzátora C2 vytvorí elektrické oscilácie v primárnom vinutí transformátora 12.
Zapínacie napätie tyristora je možné nastaviť výberom neónových žiaroviek s rôznymi napätiami zapaľovania. Postupne môžete meniť zapínacie napätie tyristora prepínaním počtu neónových lámp zapojených do série (alebo ich nahradzujúcich dinistorov).
Ryža. 11.8. Schéma elektrických procesov na elektródach polovodičových súčiastok (k obr. 11.7)
Diagram napätia na báze tranzistora VT1 a na anóde tyristora je znázornený na obr. 11.8. Ako vyplýva z uvedených schém, impulzy blokovacieho oscilátora majú trvanie približne 8 ms. Nabíjanie kondenzátora C2 prebieha stupňovito exponenciálne v súlade s pôsobením impulzov odoberaných zo sekundárneho vinutia transformátora T1.
Na výstupe generátora sa vytvárajú impulzy s napätím približne 4,5 kV. Ako transformátor T1 bol použitý výstupný transformátor pre nízkofrekvenčné zosilňovače. Ako vysokonapäťový transformátor T2 bol použitý transformátor z baterky alebo recyklovaný (pozri vyššie) horizontálny skenovací televízny transformátor.
Schéma inej verzie generátora s použitím neónovej lampy ako prahového prvku je znázornená na obr. 11.9.
Ryža. 11.9. Elektrický obvod generátora s prahovým prvkom na neónovej lampe
Relaxačný generátor v ňom je vyrobený na prvkoch R1, VD1, C1, HL1, VS1. Pracuje s kladnými polcyklami sieťového napätia, kedy sa kondenzátor 01 nabíja na zapínacie napätie prahového prvku na neónke HL1 a tyristore VS1. Dióda VD2 tlmí samoindukčné impulzy primárneho vinutia zvyšovacieho transformátora T1 a umožňuje meniť výstupné napätie generátora. Výstupné napätie dosahuje 9 kV. Neónová lampa je zároveň signalizačným zariadením pre pripojenie zariadenia k sieti.
Vysokonapäťový transformátor je navinutý na segmente tyče s priemerom 8 a dĺžkou 60 mm z feritu M400NN. Najprv sa umiestni primárne vinutie - 30 závitov drôtu PELSHO 0,38 a potom sekundárne - 5500 závitov drôtu PELSHO 0,05 alebo väčší priemer. Medzi vinutiami a každých 800 ... 1 000 otáčok sekundárneho vinutia je položená izolačná vrstva z polyvinylchloridovej izolačnej pásky.
V generátore je možné zaviesť diskrétne viacstupňové nastavenie výstupného napätia zapínaním v sériovom obvode neónových lámp alebo dinistorov (obr. 11.10). V prvom variante sú k dispozícii dva stupne regulácie, v druhom - až desať alebo viac (pri použití dinistorov KN102A so spínacím napätím 20 V).
Ryža. 11.10. Elektrický obvod prahového prvku
Ryža. 11.11. Elektrický obvod generátora vysokého napätia s prahovým prvkom na dióde
Jednoduchý vysokonapäťový generátor (obr. 11.11) umožňuje získať impulzy s amplitúdou až 10 na výstupe.
Spínanie ovládacieho prvku prístroja nastáva pri frekvencii 50 Hz (na jednu polvlnu sieťového napätia). Ako prahový prvok bola použitá dióda VD1 (D219A (Sch220, D223)), pracujúca pod spätným predpätím v režime lavínového rozpadu.
Pri prekročení lavínového prierazného napätia na polovodičovom prechode diódy prechádza dióda do vodivého stavu. Napätie z nabitého kondenzátora C2 sa privádza na riadiacu elektródu tyristora VS1. Po zapnutí tyristora sa kondenzátor C2 vybije na vinutie transformátora T1.
Transformátor T1 nemá jadro. Vyrába sa na kotúči s priemerom 8 mm z polymetylmetakrylátu alebo polytetrachlóretylénu a obsahuje tri od seba vzdialené časti široké 9 mm. Zvyšovacie vinutie obsahuje 3×1000 závitov navinutých PET drôtom, PEV-2 0,12 mm. Po navinutí musí byť vinutie impregnované parafínom. Na parafín sa nanesú 2 - 3 vrstvy izolácie, po ktorých sa navinie primárne vinutie - 3 × 10 závitov drôtu PEV-2 0,45 mm.
Tyristor VS1 je možné nahradiť iným pri napätí nad 150 V. Lavínovú diódu je možné nahradiť reťazou dinistorov (obr. 11.10, 11.11 nižšie).
Schéma nízkovýkonového prenosného zdroja vysokonapäťových impulzov s s vlastným pohonom z jedného galvanického článku (obr. 11.12) pozostáva z dvoch generátorov. Prvý je postavený na dvoch tranzistoroch s nízkym výkonom, druhý - na tyristore a dinistore.
Ryža. 11.12. Schéma generátora napätia s nízkonapäťovým napájaním a kľúčovým prvkom tyristor-dinistor
Kaskáda na tranzistoroch rôznej vodivosti premieňa nízkonapäťové jednosmerné napätie na vysokonapäťové impulzné napätie. Časovým reťazcom v tomto generátore sú prvky C1 a R1. Keď je napájanie zapnuté, tranzistor VT1 sa otvorí a pokles napätia na jeho kolektore otvorí tranzistor VT2. Kondenzátor C1, ktorý sa nabíja cez odpor R1, znižuje základný prúd tranzistora VT2 natoľko, že tranzistor VT1 je mimo saturácie, čo vedie k uzavretiu VT2. Tranzistory budú uzavreté, kým sa kondenzátor C1 nevybije cez primárne vinutie transformátora T1.
Zvýšené impulzné napätie odobraté zo sekundárneho vinutia transformátora T1 je usmernené diódou VD1 a privádzané do kondenzátora C2 druhého generátora s tyristorom VS1 a dinistorom VD2. V každom kladnom polcykle sa akumulačný kondenzátor C2 nabije na hodnotu amplitúdy napätia rovnú spínaciemu napätiu dynistora VD2, t.j. do 56 V (menovité impulzné spúšťacie napätie pre dinistor typu KN102G).
Prechod dinistora do otvoreného stavu ovplyvňuje riadiaci obvod tyristora VS1, ktorý sa zase otvára. Kondenzátor C2 sa vybije cez tyristor a primárne vinutie transformátora T2, potom sa dinistor a tyristor opäť zatvoria a začne sa ďalšie nabíjanie kondenzátora - cyklus spínania sa opakuje.
Impulzy s amplitúdou niekoľkých kilovoltov sa odoberajú zo sekundárneho vinutia transformátora T2. Frekvencia iskrových výbojov je približne 20 Hz, ale je oveľa menšia ako frekvencia impulzov odoberaných zo sekundárneho vinutia transformátora T1. Stáva sa to preto, že kondenzátor C2 sa nabíja na spínacie napätie dinistora nie v jednom, ale v niekoľkých kladných polcykloch. Hodnota kapacity tohto kondenzátora určuje výkon a trvanie výstupných vybíjacích impulzov. Priemerná hodnota vybíjacieho prúdu, ktorá je bezpečná pre dinistor a riadiacu elektródu trinistora, sa volí na základe kapacity tohto kondenzátora a veľkosti impulzného napätia napájajúceho kaskádu. Na tento účel by mala byť kapacita kondenzátora C2 približne 1 uF.
Transformátor T1 je vyrobený na prstencovom feritovom magnetickom obvode typu K10x6x5. Má 540 závitov vodiča PEV-2 0,1 s uzemneným vývodom po 20. otočení. Začiatok jeho vinutia je pripojený k tranzistoru VT2, koniec - k dióde VD1. Transformátor T2 je navinutý na cievke s feritovým alebo permalloy jadrom s priemerom 10 mm a dĺžkou 30 mm. Cievka s vonkajším priemerom 30 mm a šírkou 10 mm je navinutá drôtom PEV-2 s hrúbkou 0,1 mm, kým sa rám úplne nenaplní. Pred koncom vinutia sa vytvorí uzemnený kohútik a posledný rad drôtu s 30 ... 40 otáčkami sa navinie okolo dokola cez izolačnú vrstvu lakovanej tkaniny.
Transformátor T2 musí byť v priebehu navíjania impregnovaný izolačným lakom alebo lepidlom BF-2 a potom dôkladne vysušený.
Namiesto VT1 a VT2 môžete použiť akékoľvek tranzistory s nízkym výkonom, ktoré môžu pracovať v impulznom režime. Tyristor KU101E je možné nahradiť KU101G. Zdroj energie - galvanické články s napätím najviac 1,5 V, napríklad 312, 314, 316, 326, 336, 343, 373, alebo diskové nikel-cad-miview batérie typu D-0,26D, D- 0,55S atď.
Tyristorový generátor vysokonapäťových impulzov so sieťovým napájaním je znázornený na obr. 11.13.
Ryža. 11.13. Elektrický obvod vysokonapäťového generátora impulzov s kapacitným zásobníkom energie a tyristorovým spínačom
Počas kladného polcyklu sieťového napätia sa kondenzátor C1 nabíja cez odpor R1, diódu VD1 a primárne vinutie transformátora T1. Súčasne je tyristor VS1 zatvorený, pretože jeho riadiacou elektródou neprechádza žiadny prúd (pokles napätia na dióde VD2 v priepustnom smere je malý v porovnaní s napätím potrebným na otvorenie tyristora).
Pri zápornom polcykle sa diódy VD1 a VD2 zatvoria. Na tyristorovej katóde sa vytvorí pokles napätia vzhľadom na riadiacu elektródu (mínus - na katóde, plus - na riadiacej elektróde), v obvode riadiacej elektródy sa objaví prúd a tyristor sa otvorí. V tomto momente sa cez primárne vinutie transformátora vybije kondenzátor C1. V sekundárnom vinutí sa objaví pulz záťažového napätia. A tak - každé obdobie sieťového napätia.
Na výstupe zariadenia sa vytvárajú bipolárne impulzy vysokého napätia (pretože pri vybíjaní kondenzátora v primárnom vinutí dochádza k tlmeným osciláciám).
Rezistor R1 môže byť tvorený tromi paralelne zapojenými odpormi MLT-2 s odporom 3 kOhm.
Diódy VD1 a VD2 musia byť dimenzované na prúd minimálne 300 mA a spätné napätie minimálne 400 V (VD1) a 100 B (VD2). Kondenzátor C1 typu MBM pre napätie najmenej 400 B. Jeho kapacita - zlomok mikrofaradu - sa vyberie experimentálne. Tyristor VS1 typ KU201K, KU201L, KU202K - KU202N. Transformátor T1 - zapaľovacia cievka B2B (6 B) z motocykla alebo auta.
V zariadení je možné použiť horizontálny skenovací transformátor TVS-110L6, TVS-110LA, TVS-110AM.
Pomerne typický obvod vysokonapäťového generátora impulzov s kapacitným zásobníkom energie je znázornený na obr. 11.14.
Ryža. 11.14. Schéma tyristorového generátora vysokonapäťových impulzov s kapacitným zásobníkom energie
Generátor obsahuje zhášací kondenzátor C1, diódový usmerňovací mostík VD1 - VD4, tyristorový spínač VS1 a riadiaci obvod. Keď je zariadenie zapnuté, kondenzátory C2 a C3 sú nabité, tyristor VS1 je stále uzavretý a nevedie prúd. Hranica napätia na kondenzátore C2 je obmedzená zenerovou diódou VD5 na 9 B. V procese nabíjania kondenzátora C2 cez odpor R2 sa zvyšuje napätie na potenciometri R3 a podľa toho aj na riadiacom prechode tyristora VS1. na určitú hodnotu, po ktorej sa tyristor prepne do vodivého stavu a kondenzátor C3 cez tyristor VS1 sa vybije cez primárne (nízkonapäťové) vinutie transformátora T1, čím sa generuje vysokonapäťový impulz. Potom sa tyristor uzavrie a proces sa spustí znova. Potenciometer R3 nastavuje prah tyristora VS1.
Frekvencia opakovania impulzov je 100 Hz. Automobilová zapaľovacia cievka môže byť použitá ako vysokonapäťový transformátor. V tomto prípade výstupné napätie zariadenia dosiahne 30...35 kV. Tyristorový generátor vysokonapäťových impulzov (obr. 11.15) je riadený napäťovými impulzmi odoberanými z relaxačného generátora vyrobeného na dinistore VD1. Pracovná frekvencia generátora riadiacich impulzov (15 ... 25 Hz) je určená hodnotou odporu R2 a kapacitou kondenzátora C1.
Ryža. 11.15. Elektrický obvod tyristorového generátora vysokonapäťových impulzov s impulzným riadením
Relaxačný generátor je pripojený k tyristorovému spínaču pulzný transformátor T1 typ MIT-4. Ako výstupný transformátor T2 je použitý vysokofrekvenčný transformátor z darsonvalizačného prístroja Iskra-2. Výstupné napätie zariadenia môže dosiahnuť až 20 ... 25 kV.
Na obr. 11.16 je znázornená možnosť privádzania riadiacich impulzov do tyristora VS1.
Menič napätia (obr. 11.17), vyvinutý v Bulharsku, obsahuje dva stupne. V prvom z nich je zaťaženie kľúčového prvku, vyrobeného na tranzistore VT1, vinutie transformátora T1. Riadiace impulzy obdĺžnikového tvaru periodicky zapínajú / vypínajú kľúč na tranzistore VT1, čím pripájajú / odpájajú primárne vinutie transformátora.
Ryža. 11.16. Možnosť ovládania tyristorovým spínačom
Ryža. 11.17. Elektrická schéma dvojstupňového vysokonapäťového generátora impulzov
V sekundárnom vinutí sa indukuje zvýšené napätie úmerné transformačnému pomeru. Toto napätie je usmernené diódou VD1 a nabíja kondenzátor C2, ktorý je pripojený k primárnemu (nízkonapäťovému) vinutiu vysokonapäťového transformátora T2 a tyristoru VS1. Činnosť tyristora je riadená napäťovými impulzmi odoberanými z prídavného vinutia transformátora T1 cez reťaz prvkov, ktoré korigujú tvar impulzu.
V dôsledku toho sa tyristor pravidelne zapína / vypína. Kondenzátor C2 je vybitý do primárneho vinutia vysokonapäťového transformátora.
Generátor impulzov vysokého napätia, obr. 11.18, obsahuje ako riadiaci prvok jednosmerný tranzistorový generátor.
Sieťové napätie je usmernené diódovým mostíkom VD1 - VD4. Zvlnenie usmernené napätie vyhladzuje
Ryža. 11.18. Schéma vysokonapäťového generátora impulzov s riadiacim prvkom na unijunkčnom tranzistore
kondenzátor C1, prúd náboja kondenzátora v momente pripojenia zariadenia k sieti je obmedzený odporom R1. Kondenzátor C3 sa nabíja cez odpor R4. Súčasne sa uvedie do činnosti generátor impulzov na unijunkčnom tranzistore VT1. Jeho "spúšťací" kondenzátor C2 sa nabíja cez odpory R3 a R6 z parametrického stabilizátora (predradný odpor R2 a zenerove diódy VD5, VD6). Akonáhle napätie na kondenzátore 02 dosiahne určitú hodnotu, tranzistor VT1 sa prepne a do riadiaceho prechodu tyristora VS1 sa odošle otvárací impulz.
Kondenzátor 03 je vybitý cez tyristor VS1 do primárneho vinutia transformátora T1. Na jeho sekundárnom vinutí sa vytvorí impulz záťažového napätia. Opakovacia frekvencia týchto impulzov je určená frekvenciou generátora, ktorá zase závisí od parametrov reťazca R3, R6 a 02. S ladiacim odporom R6 môžete zmeniť výstupné napätie generátora o cca. 1,5 krát. V tomto prípade je frekvencia impulzov regulovaná v rozmedzí 250 ... 1000 Hz. Okrem toho sa výstupné napätie zmení, keď sa zvolí odpor R4 (v rozsahu od 5 do 30 kOhm.
Je žiaduce použiť kondenzátory s papierom (01 a 03 - zap Menovité napätie nie menej ako 400 V); diódový mostík musí byť navrhnutý na rovnaké napätie. Namiesto toho, čo je uvedené na diagrame, môžete použiť tyristor T10-50 alebo v extrémnych prípadoch KU202N. Zenerove diódy VD5, VD6 by mali poskytnúť celkové stabilizačné napätie asi 18 B.
Transformátor je vyrobený na báze TVS-110P2 z čiernobielych televízorov. Všetky primárne vinutia sú odstránené a na uvoľnený priestor je navinutých 70 závitov drôtu PEL alebo PEV s priemerom 0,5 ... 0,8 mm.
Elektrický obvod generátora vysokonapäťových impulzov, obr. 11.19, pozostáva z násobiteľa napätia dióda-kondenzátor (diódy VD1, VD2, kondenzátory C1 - C4). Jeho výstup je konštantné napätie približne 600 V.
Ryža. 11.19. Schéma vysokonapäťového generátora impulzov so zdvojovačom sieťového napätia a generátorom spúšťacích impulzov na unijunkčnom tranzistore
Ako prahový prvok zariadenia bol použitý jednoprechodový tranzistor VT1 typu KT117A. Napätie na jednej z jeho báz je stabilizované parametrickým stabilizátorom na zenerovej dióde VD3 typu KS515A (stabilizačné napätie 15 B). Kondenzátor C5 sa nabíja cez odpor R4 a keď napätie na riadiacej elektróde tranzistora VT1 prekročí napätie na jeho báze, VT1 sa prepne do vodivého stavu a kondenzátor C5 sa vybije na riadiacu elektródu tyristora VS1.
Keď je tyristor zapnutý, reťazec kondenzátorov C1 - C4, nabitých na napätie asi 600 ... 620 B, sa vybije do nízkonapäťového vinutia zvyšovacieho transformátora T1. Potom sa tyristor vypne, procesy nabíjania a vybíjania sa opakujú s frekvenciou určenou konštantou R4C5. Rezistor R2 obmedzuje skratový prúd pri zapnutí tyristora a zároveň je prvkom nabíjacieho obvodu kondenzátorov C1 - C4.
Obvod meniča (obr. 11.20) a jeho zjednodušená verzia (obr. 11.21) je rozdelený do nasledovných uzlov: sieťový prepäťový filter (šumový filter); elektronický regulátor; vysokonapäťový transformátor.
Ryža. 11.20 hod. Elektrická schéma vysokonapäťového generátora so sieťovým filtrom
Ryža. 11.21. Elektrická schéma vysokonapäťového generátora so sieťovým filtrom
Schéma na obr. 11.20 funguje nasledovne. Kondenzátor SZ sa nabíja cez diódový usmerňovač VD1 a odpor R2 na špičkovú hodnotu sieťového napätia (310 B). Toto napätie vstupuje cez primárne vinutie transformátora T1 na anódu tyristora VS1. Na druhej vetve (R1, VD2 a C2) sa pomaly nabíja kondenzátor C2. Keď sa počas nabíjania dosiahne prierazné napätie dinistora VD4 (v rámci 25 ... 35 B), kondenzátor C2 sa vybije cez riadiacu elektródu tyristora VS1 a otvorí ho.
Kondenzátor C3 sa takmer okamžite vybije cez otvorený tyristor VS1 a primárne vinutie transformátora
T1. Impulzný striedavý prúd indukuje v sekundárnom vinutí T1 vysoké napätie, ktorého veľkosť môže presiahnuť 10 kV. Po vybití kondenzátora C3 sa tyristor VS1 uzavrie a proces sa opakuje.
Ako vysokonapäťový transformátor sa používa televízny transformátor, v ktorom je odstránené primárne vinutie. Pre nové primárne vinutie je použitý navíjací drôt s priemerom 0,8 mm. Počet otočení je 25.
Na výrobu induktorov bariérového filtra L1, L2 sú najvhodnejšie vysokofrekvenčné feritové jadrá, napríklad 600HN s priemerom 8 mm a dĺžkou 20 mm, s približne 20 závitmi drôtu vinutia s priemerom 0,6 ... 0,8 mm.
Ryža. 11.22. Elektrický obvod dvojstupňového generátora vysokého napätia s ovládacím prvkom na tranzistore s efektom poľa
Dvojstupňový generátor záťažového napätia (autor - Andres Estaban de la Plaza) obsahuje transformátorový generátor impulzov, usmerňovač, časovací RC obvod, kľúčový prvok na tyristore (triak), vysokonapäťový rezonančný transformátor a tyristorovú činnosť. riadiaci obvod (obr. 11.22).
Analógový tranzistor TIP41 - KT819A.
Nízkonapäťový transformátorový menič napätia s výhybkou spätná väzba, zostavený na tranzistoroch VT1 a VT2, generuje impulzy s opakovacou frekvenciou 850 Hz. Tranzistory VT1 a VT2 sú namontované na radiátoroch vyrobených z medi alebo hliníka, aby sa uľahčila prevádzka pri vysokých prúdoch.
Výstupné napätie odobraté zo sekundárneho vinutia transformátora T1 nízkonapäťového meniča je usmernené diódovým mostíkom VD1 - VD4 a cez odpor R5 nabíja kondenzátory C3 a C4.
Prah zapnutia tyristora je riadený regulátorom napätia, ktorý obsahuje tranzistor VT3 s efektom poľa.
Ďalej sa prevádzka meniča výrazne nelíši od procesov opísaných vyššie: dochádza k periodickému nabíjaniu / vybíjaniu kondenzátorov na nízkonapäťovom vinutí transformátora, vytvárajú sa tlmené elektrické oscilácie. Výstupné napätie meniča pri použití na výstupe ako zvyšovací transformátor zapaľovacej cievky z automobilu dosahuje 40 ... 60 kV pri rezonančná frekvencia približne 5 kHz.
Transformátor T1 (výstupný flyback transformátor) obsahuje 2 × 50 závitov drôtu s priemerom 1,0 mm, vinutý bifilárne. Sekundárne vinutie obsahuje 1000 závitov s priemerom 0,20 ... 0,32 mm.
Všimnite si, že moderné bipolárne tranzistory a tranzistory s efektom poľa možno použiť ako riadené kľúčové prvky.
Predmetné zariadenie generuje elektrické výboje s napätím cca 30kV, preto buďte pri montáži, inštalácii a ďalšom používaní maximálne opatrní. Aj po vypnutí obvodu zostáva časť napätia v násobiči napätia.
Toto napätie samozrejme nie je smrteľné, ale priložený násobič môže predstavovať nebezpečenstvo pre váš život. Dodržujte všetky bezpečnostné opatrenia.
A teraz bližšie k veci. Na získanie vysokopotenciálnych výbojov sa použili komponenty z horizontálneho skenovania sovietskeho televízora. Chcel som vytvoriť jednoduchý a výkonný vysokonapäťový generátor napájaný 220 voltami. Takýto generátor bol potrebný na pokusy, ktoré som pravidelne dával. Výkon generátora je pomerne vysoký, na výstupe multiplikátora dosahujú výboje až 5-7 cm,
Na napájanie horizontálneho transformátora sa použil predradník LDS, ktorý sa predával samostatne a stál 2 doláre.
Takýto predradník je určený na napájanie dvoch žiariviek, každá s výkonom 40 wattov. Pre každý kanál vychádzajú z dosky 4 vodiče, z ktorých dva budeme nazývať "horúce", pretože cez ne preteká vysoké napätie na napájanie lampy. Zvyšné dva vodiče sú navzájom spojené kondenzátorom, čo je potrebné na spustenie lampy. Na výstupe predradníka sa vytvára vysoké napätie s vysokou frekvenciou, ktoré je potrebné priviesť na linkový transformátor. Napätie sa privádza sériovo cez kondenzátor, inak predradník vyhorí za niekoľko sekúnd.
Vyberáme kondenzátor s napätím 100-1500 voltov, kapacitou od 1000 do 6800pF.
Neodporúča sa zapínať generátor na dlhú dobu alebo by ste mali nainštalovať tranzistory na chladiče, pretože po 5 sekundách prevádzky už dochádza k zvýšeniu teploty.
Bol použitý linkový transformátor typu TVS-110PTs15, násobič napätia UN9 / 27-1 3.
Zoznam rádiových prvkov
| Označenie | Typ | Denominácia | Množstvo | Poznámka | skóre | Môj poznámkový blok | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Schéma pripraveného balastu. | |||||||
| VT1, VT2 | bipolárny tranzistor | FJP13007 | 2 | Do poznámkového bloku | |||
| VDS1, VD1, VD2 | usmerňovacia dióda | 1N4007 | 6 | Do poznámkového bloku | |||
| C1, C2 | 10uF 400V | 2 | Do poznámkového bloku | ||||
| C3, C4 | elektrolytický kondenzátor | 2,2uF 50V | 2 | Do poznámkového bloku | |||
| C5, C6 | Kondenzátor | 3300pF 1000V | 2 | Do poznámkového bloku | |||
| R1, R6 | Rezistor | 10 ohmov | 2 | Do poznámkového bloku | |||
| R2, R4 | Rezistor | 510 kOhm | 2 | Do poznámkového bloku | |||
| R3, R5 | Rezistor | 18 ohmov | 2 | Do poznámkového bloku | |||
| Induktor | 4 | Do poznámkového bloku | |||||
| F1 | Poistka | 1 A | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| Dodatočné prvky. | |||||||
| C1 | Kondenzátor | 1000-6800 pF | 1 | Do poznámkového bloku | |||
| Horizontálny transformátor | TVS-110PTs15 | 1 | Do poznámkového bloku | ||||
| Násobič napätia | OSN 27.-13.9 | 1 | |||||
Napriek množstvu zložitých meničov som sa rozhodol prísť s jednoduchším obvodom - pre začínajúcich rádioamatérov. Neprišiel som s ničím zvláštnym, ale ukázalo sa, že proces montáže sa zjednodušil na maximum. Na základe balastu z úsporná žiarovka. Štrukturálna schéma domáca plazmová lampa:
Najlepšie je zobrať 40-wattovú CFL lampu - funguje celkom stabilne, zapínala sa aj na hodinu, funguje bez problémov. Ako zvyšovací vysokonapäťový transformátor som použil už hotový horizontálny snímací transformátor TVS 110PTs15. Pripojil som ho na kolíky číslo 10 a 12. Takéto horizontálne transformátory sa nachádzajú v starých sovietskych televízoroch, aj keď si môžete vziať nový, vyrábajú sa iba so vstavaným multiplikátorom.
Z transformátora sú dva výstupy: jedna fáza, druhá nula, fáza pochádza z cievky a nula je úplne posledná vetva na transformátore (je to číslo 14).
Pripojíme fázu k žiarovke a druhý vodič vychádzajúci z nulovej vetvy by mal byť uzemnený. Vo všeobecnosti je na ďalšej fotografii všetko detailne namaľované a nakreslené.
Ak stále niečomu nerozumiete, pozrite si toto školiace video v HD kvalite:
Taktiež, ak na výstupy TVS pripojíte násobič napätia, budete môcť pozorovať žiaru žiarivky z generovaného poľa VN.
