Високонапонска технологија је посебан правац у електроници, који има свој јединствени дух, естетику и карактеристике. Хиљаде ентузијаста широм света граде различите дизајне, од једноставних множитеља до огромних Ван де Графових генератора и Теслиних калемова – по правилу, сви ови уређаји немају никакву практичну примену, њихова вредност лежи управо у стварању шарених високо- напонских пражњења.
Најприступачнији елемент који може да генерише висок напон са сигурношћу се може назвати линијским трансформатором - овај елемент је присутан у сваком ЦРТ ТВ-у; у овом тренутку цена таквих трансформатора постаје веома ниска, с обзиром на то да ЦРТ телевизори постепено постају ствар прошлост. Могу се разликовати две врсте таквих трансформатора - ТДКС, са уграђеним мултипликатором, и ТВС - "голи" трансформатор, на који се множитељ може засебно прикључити.У оба случаја, да би такав трансформатор произвео висок напон, потребно је посебно коло које ће "пумпати" његов примарни намотај високофреквентним напоном; ова фреквенција може да варира између 1-100 кХз. На Интернету постоји прилично велики број сличних кола, често једноставних једноструких кола која користе само један моћни транзистор, који затвара и отвара коло примарног намотаја линијског трансформатора са потребном фреквенцијом - таква кола, иако једноставна, имају прилично ниску ефикасност (транзистор се веома загрева) и малу снагу, тако да не дозвољавају да се открије пуни потенцијал трансформатора и да се из њега уклони максимална могућа снага - као и дужина, јачина и осветљеност трансформатора. пражњења директно зависе од снаге.
Шема
Коло представљено у овом чланку је класични полумостни претварач заснован на микроколу ИР2153; може развити прилично велику снагу у оптерећењу - до 500 вати када се користе одговарајући транзистори на излазу, а уз мање модификације чак и неколико киловата. Истовремено, само коло изгледа веома једноставно за склапање, не садржи скупе елементе и веома је поновљиво.
Оптерећење кола је индуктивност Л1 - у нашем случају то је примарни намотај линијског трансформатора. Али и на основу овог кола могуће је саставити разне друге уређаје који захтевају високофреквентни напон и велику амплитуду, на пример, индукциони грејач. Ради јасноће, слика испод приказује облик сигнала на излазу кола без прикљученог оптерећења - скоро идеални правоугаони импулси.
Мало о детаљима и раду претварача
ИР2153 микроколо делује као пусх-пулл правоугаони генератор импулса - то је пусх-пулл јер постоје два излаза (пинови 5 и 7) и микроколо истовремено контролише два транзистора са ефектом поља, горњи и доњи крак. Ово микроколо није у недостатку, на његовој основи су изграђени неки мрежни извори напајања и други прекидачи; цена за њега у продавницама радио компоненти обично не прелази 100 рубаља. Ово микроколо је згодно по томе што унутра већ садржи зенер диоду, што омогућава да се микроколо напаја од истог напона као и оптерећење - овај напон за ефикасан рад полумоста треба да буде 100-300 волти, тако да је додатни нисконапонски извор није потребан за напајање логичког дела кола . Отпорник који ограничава струју кроз зенер диоду микрокола је Р1 - његова вредност је означена звездицом на дијаграму. Отпор овог отпорника зависиће од напона напајања целог кола - што је већи напон напајања, то ће бити већа вредност отпора; можете израчунати тачну вредност за било који напон напајања користећи калкулатор за израчунавање отпорника зенер диоде . Оцена приказана на дијаграму је погодна за напон напајања од 250 волти. Такође треба узети у обзир да ће се на овом отпорнику одвојити одређена снага, па је потребно користити или један отпорник од 1-3 вати, или неколико паралелних отпорника мале снаге, као што се ради на штампаној плочи. Кондензатор Ц2 служи за филтрирање напона напајања микро кола, његова вредност може бити од 100 до 220 μФ, напон је најмање 25 волти.Кондензатор Ц1 је високонапонско напајање; не треба штедјети на његовом капацитету, јер ће снага на оптерећењу зависити од њега - ако је капацитет премали, може доћи до нестанка снаге и снаге ће се смањити. Оптимална вредност би била 470-680 уФ; имајте на уму да овај кондензатор мора бити дизајниран за висок напон напајања + неку маргину.
Ланац елемената Р2-Ц3 поставља фреквенцију, тако да је важно користити висококвалитетни кондензатор високе фреквенције; обичан филмски кондензатор ће учинити. Што је већи капацитет кондензатора, то је нижа радна фреквенција кола; на назначеним оценама је приближно једнака 80 кХз. Можете саставити коло са фиксном фреквенцијом, али најбољи резултати се могу постићи ако можете подесити фреквенцију, тако да уместо константног отпорника, препоручујем уградњу тримера од 20 кОхм; опсег подешавања фреквенције се такође може изабрати помоћу капацитивност кондензатора. Кондензатор Ц4 - препоручљиво је користити неполарни танталски кондензатор капацитета 20-30 µФ, али ће и обични електролитички. Отпорници Р3, Р4 служе за ограничавање струје у вратима транзистора, погодни за 10-30 Охма.
Посебну пажњу треба обратити на избор транзистора снаге, јер они су ти који ће пребацити оптерећење и од њих ће зависити и ефикасност кола и његова поузданост. Најјефтинија, али не и најмоћнија опција је ИРФ630 - они су погодни за рад на напону не више од 150 волти са не превише снаге, ја их користим.Овде можете користити скоро све моћне транзисторе са ефектом поља; при избору треба узети у обзир њихов максимални радни напон, струју и отпор отвореног канала. Погодне опције би такође биле ИРФ740, ИРФ840, ИРФП450, ИРФП460, последње две су скупље, али ће вам омогућити да радите на већим снагама, до 500 вати. Кондензатори Ц5 и Ц6 чине делилац напона, који је неопходан за рад полумостног претварача; овде се могу користити филмски кондензатори капацитета 1-2 μФ; њихов радни напон такође мора бити пројектован за напон напајања + нешто резерва. ВД1 је диода; овде морате користити не обичне диоде, већ ултра брзе, на пример УФ4007 и сличне.
Монтажа претварача
Целокупно коло је састављено на штампаној плочи, која је причвршћена за артикал. Имајте на уму да је коло "каприциозна" у погледу ожичења; ова верзија плоче је тестирана, у раду на њој нису откривени никакви артефакти. Плоча је израђена стандардном ЛУТ методом, фотографије процеса израде плоче и заптивања делова су у наставку.
Неколико речи о примарном намотају - мора се сами намотати на феритно језгро трансформатора, пошто стандардни примарни намотаји нису дизајнирани за велику снагу. Намотавање не траје много времена, довољно је само 30-40 обртаја емајлиране бакарне жице, њен попречни пресек не би требало да буде премали, иначе ће доћи до губитака. Добијени намотај мора бити повезан са плочом жицама, а њихова дужина не би требало да буде предугачка.
Као што можете претпоставити, високи напон се уклања са "врућег" терминала трансформатора, што се обично може идентификовати по дебелој изолацији.Негативни контакт на ТДКС-у налази се у доњем делу кућишта заједно са свим осталим терминалима; лако га је пронаћи - само погледајте који контакт ће се упалити када се приђе „врућем“ терминалу. Имајте на уму да доњи део ТДКС-а на фотографији има црнило - настали су када је ТДКС радио са овим полумостним колом, пошто се трансформатор користи скоро до границе својих могућности, понекад долази до кварова између његових различитих терминала . Да бисте их избегли, требало би да попуните све терминале диелектричним једињењем и извуците само потребну негативну жицу посебном жицом.
Цела конструкција мора да се напаја из извора одговарајуће снаге; згодно је ако се напон напајања може подесити. У мом случају извор напајања је стари трансформатор њиховог цевног телевизора ТС-160, за исправљање је посебно повезан диодни мост са кондензаторима на малој плочи, види се на фотографији.
Чак се ни такви транзистори „мале снаге“ као што је ИРФ630 у овом колу не загревају много; након неколико минута непрекидног рада остају топли само на малим радијаторима. Иако је расипање топлоте мало, посебно када се користи, на пример, ИРФП450-560, мали радијатори као на фотографији за поузданост неће бити сувишни. Општи поглед на дизајн:
Завршне фотографије - које приказују високонапонске лукове, као и видео. Пробојни напон ваздуха је приближно 3 центиметра. Као што се може видети на видео снимку, ако су високонапонске електроде постављене на одређеном растојању једна од друге, лук не гори, а трансформатор ради у празном ходу, док се љубичаста пражњења крунишу и са његовог „врућег” терминала. као и од самог тела – када се појаве, препоручљиво је изоловати сва могућа места кварова диелектричним једињењем.Имајте на уму да ТДКС има не само висок напон, већ и довољну снагу да изазове електричне повреде ако рукама додирнете високонапонске терминале. Додир није ни неопходан да би се појавио лук, с обзиром на прилично велику раздаљину квара. Такође треба имати на уму да након искључивања кола, високи напон на излазу ТДКС и даље остаје, пошто се унутра налази кондензатор, тако да након искључивања високонапонске терминале треба спојити једни на друге како би се овај кондензатор испразнио . Срећна градња!
