Схема высоковольтного генератора – Простой высоковольтный генератор на IR2153, строчном трансформаторе и умножителе своими руками (схема, видео, PReva)

Генератор высокого напряжения своими руками


Привет всем любителям самоделок. В этой статье я расскажу, как сделать генератор высокого напряжения своими руками, применение которого достаточно широкое, его можно будет использовать в качестве питания газоразрядных ламп, озонатора для травления крыс. Также он идеально подойдет для создания шокера или же электроподжига газа. Думаю многим стало интересно как это собрать, поэтому не затягиваем и переходим к сборке, самое же устройство основано на блокинг-генераторе.

Но перед прочтением подробной сборки предлагаю посмотреть видео, где можно наглядно увидеть принцип действия самоделки и понять, а надо ли оно мне.

Для того, чтобы сделать своими руками генератор высокого напряжения, понадобится:
* Транзистор IRF3205 с радиатором
* Аккумулятор типа 18650

* Умножитель
* Резистор на 100 Ом
* Паяльник, припой, флюс
* Строчный трансформатор ТВС-110ПЦ15
* Обмоточный провод, диаметр 1 мм и длиной 1 м
* Канцелярский нож или скальпель
* Провода

Вот и все, что нужно для изготовления данной самоделки, думаю не так и сложно все это найти, учитывая, что почти все детали были взяты из старого телевизора.

Шаг первый.
Данный трансформатор работает по принципиальной схеме, которая достаточна легка в повторении любому начинающему в этом деле.


Первым делом берем транзистор IRF3205 и прикручиваем к нему радиатор через термопасту, так как в процессе работы он будет греться.

К левой ножке транзистора или же затвору припаиваем резистор на 100 Ом, который в моем случае собран из двух резисторов, соединенных параллельно.

После того, как припаяли резистор, переходим к строчному трансформатору, его можно найти практически в каждом старом телевизоре, поэтому не спешите выбрасывать его. Сопротивление вторичной обмотки данного трансформатора равняется 150 Ом.


Шаг второй.
На данном этапе необходимо намотать 10 витков с отводом от середины на трансформаторе, делается это обмоточным проводом, диаметр которого 1 мм.

После намотки 10-ти витков необходимо оголить провода в начале и конце, а также убрать часть изоляции с среднего провода. Из опыта скажу, что удобнее всего это делать при помощи скальпеля, купленного в Китае.

Оголенные провода теперь можно залудить, преждевременно нанеся флюс на них. К началу обмотки припаиваем второй вывод резистора, который до этого припаивали к транзистору.


Второй конец обмотки припаиваем к стоку или же среднему выводу транзистора.

К крайнему правому выводу транзистора или же истока припаиваем еще один провод.

Припаиваем провод к отводу от середины обмотки и еще один провод паяем к выводу вторичной обмотки трансформатора.

Теперь можно попробовать трансформатор на работоспособность, подключив аккумуляторную батарею на 3.7 вольт типа 18650 к истоку транзистора и к отводу от середины обмотки, на трансформаторе получаем выходное напряжение в 5 киловольт, дуга видна, но при этом она слишком маленькая.

Шаг третий.
Увеличить выходное напряжение можно при помощи умножителя, данный вариант увеличит напряжение с 5 киловольт до 20-ти.


Такой умножитель также не составит труда найти, так как часто встречается в старых телевизорах времен СССР. С выхода трансформатора припаиваем провода к умножителю, в итоге на контактах умножителя получаем достаточно хорошую большую дугу, которую в дальнейшем можно применить в различных проектах.

В ходе проверки генератор работал исправно, также получилось запитать от него газоразрядную лампу, что также может кому-то пригодиться.
На этом у меня все, спасибо за внимание и всем творческих успехов.
Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Источник высокого напряжения своими руками

Для самостоятельного изготовления флокатора, пистолета порошковой покраски или электростатической коптильни требуется источник высокого напряжения. И если первые два устройства требуют 75-100 киловольт, то высоковольтный генератор для коптильни работает при 15-20.

В сети есть множество схем высоковольтных генераторов сделанных с использованием строчных трансформаторов от мониторов, телевизоров или автомобильных катушек зажигания. В большинстве своём их схемотехника удручает – как правило это простейшие обратноходовые преобразователи, а значит транзистор в них будет работать в роли кипятильника т.к. для новичка наверняка не имеющего осциллографа рассчитать снаббер практически не реально.

Схемы из прошлого века на тиристорах с питанием от сети 220 вольт опасны и в случае неосторожности могут привести к печальным последствиям. Мы же сделаем резонансный полумост на ТДКС.

Давайте посмотрим схему:

Схема высоковольтного генератора

Список компонентов:

  1. U1 – «IR2153»;
  2. C1 – электролит 470-1000uf 16v, желательно Low Esr;
  3. C2 – керамика 1n;
  4. C3, C4 – керамика 100n;
  5. C5, C6 – полипропилен 470nf 630v;
  6. R1 – многооборотный подстроечный резистор;

Остальные компоненты вопросов думаю не вызывают.

Файл печатной платы: ir2153.lay6[0,03MB]

В качестве генератора используется распространённая микросхема IR2153, для работы которой требуются всего несколько деталей в обвязке: времязадающая RC цепочка и конденсатор с диодом для верхнего ключа.

Транзисторы при сборке необходимо установить на небольшие радиаторы, я этого делать не стал т.к. плата нужна лишь для демонстрации. Так же не рекомендую включать устройство без запаянного электролитического конденсатора, может получится ситуация когда через ключи потечет сквозной ток.

Номиналы времязадающей цепи с помощью подстроечного резистора позволяют микросхеме работать в диапазоне частот примерно от 7 до 146kHz. В процессе настройки включать высоковольтный генератор желательно через амперметр для контроля тока, при этом желательно что бы блок питания выдавал не менее 3-х ампер при 12 вольт.

Подстроечным резистором можно пройтись по всему диапазону частот для нахождения резонансных участков, при этом для получения 20 киловольт искровой разряд не должен превышать буквально 1.5 см, а ток потребления при этом должен быть около 0.6-0.8А.

Если добиться таких результатов не удается то есть два варианта. Первый из них «поиграть витками», увеличивая или уменьшая их количество, второй – заменить резонансный конденсатор с 470 на 330 или 220 нанофарад. У меня все заработало сразу после сборки, но как говориться – если вдруг.

Перед намоткой первичной обмотки на ТДКС феррит следует изолировать изолентой или скотчем, мотать следует эмальпроводом 0.6-0.8мм, или (что лучше) сразу двумя-тремя проводами 0.6 параллельно. Провода от трансформатора до платы желательно не более 10 сантиметров.

Не следует забывать что во вторичной обмотке ТДКС как правило находится диод, поэтому умножитель напряжения к нему не подключишь.

Для использования в электростатической коптильне параллельно выходам необходимо поставить конденсатор ~30kV 470pf – 2.2n и выходной токоограничительный резистор.

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.

Схема высоковольтного генератора

Я как любитель всяких импульсных и особенно высоковольтных устройств решил сделать высоковольтный генератор (идея вообще-то была сделать люстру Чижевского). Подошел я к этому весьма творчески. Т.е. как всегда чужую готовую схему повторять неинтересно - надо что-то сочинить свое. Сначала я правда перепробовал кучу схем. На транзисторах делал - мне что-то не понравилось, да и транзисторы грелись сильно. Сделал обычную схему на тиристорах - трансформатор сильно трещит (можно его конечно залить эпоксидкой, но возиться не хотелось). Частота низкая импульсы короткие. Да и напряжения высокого какого хотел (а хотелось по больше) я не получил. И я решил пойти другим путем - чтобы треск или свист не был слышен, я решил поднять частоту за пределы слышимости, т.е. килогерц 20-30 и при этом сделать генератор на тиристоре. У меня для этого было несколько высокочастотных тиристоров ТЧ63. Мощная штука - частота до 33кГц, ток постоянный 63А, а импульсный ток килоампера полтора, т.е. для импульсных устройств подходит идеально.

Попробовал я сначала вот эту схему (с этим тиристором):

Но почему-то я не смог выжать с однопереходного транзистора больше 10 кГц, ну а свист - кому понравится. Хотя в принципе схема не плохая. Хотя недостаток был еще один - резистор R3 греется очень сильно, причем мне пришлось ставить два проволочных остеклованных по 7 Ватт каждый, и все равно нагрев чрезмерно большой. Меня это не устроило. Хотя на выходе получил достаточно большое напряжение - пробивало зазор в несколько миллиметров. К сожалению напряжение померить было нечем - проверял на глазок по ширине пробивного зазора. В разной литературе указывается по разному, но в большинстве принято считать для переменного напряжения примерно 1 мм на 1 кВ, а для постоянного 1 мм на 3 кВ. Хотя это зависит от частоты (для переменного тока) и от влажности и давления. У меня ширина пробоя оказалась миллиметров 10-12 для переменного тока (почему-то при попытке выпрямить или пропустить через умножитель напряжение падало настолько сильно, что зазор уменьшался почти до нуля). Меня все это совершенно не устроило. Вот тут я и ступил на путь создания "высоковольтного монстра".

Во-первых я собрал задающий генератор по стандартной, годами проверенной схеме. На двух транзисторах разной проводимости. Это позволило без труда сделать генератор коротких импульсов с частотой изменяемой в широких пределах от 1 кГц до 50-70 кГц. Трансформатор на ферритовом колечке диаметром 10-12 мм.

Затем порывшись в груде книг и учебников я выбрал другое включение конденсатора-тиристора-трансформатора (именно так кстати делается в электронных тиристорных схемах зажигания) ее преимущество в том, что этот вариант включения практически не боится короткого замыкания на выходе:

И самое главное вместо так непонравившегося мне греющегося резистора я поставил дроссель Др1 (кстати пусковой дроссель от лампы дневного света). Дроссели Др2 и Др3 в принципе защитные (по 16 витков на феррите), но можно их наверное не ставить (хотя Др3 - влияет на резонанс).

Когда я все это включил, то начал с минимальной частоты и напряжения питания вольт 30-50. Сначала я услышал писк и на выходе пробивало зазор в пару миллиметров. Затем я стал повышать частоту и при приближении к 18-20 кГц писк не стал слышен. А вот дальше произошло самое интересное. В какой-то момент система попала в резонанс. Я услышал мощное шипение, и между выходными проводами образовалась дуга длиной миллиметров в 45, причем это было не просто потрескивание с синей искрой - это была дуга с высокой энергией ярко сиреневого цвета - такой плазменный жгут или шнур. И это все при напряжении питания в 60 вольт (если честно, я больше 80 В дать просто побоялся). Я решил проверить как обычно на пробой плотного листа бумаги (с предыдущими схемами я баловался - симпатичные такие дырочки получались). Сказать, что ее пробило - это ничего не сказать - бумага вспыхнула сразу при касании к дуге. Т.е. энергия была очень высокой. Если я концы провода подносил ближе друг к другу - они на концах начинали плавиться (тут мне и пришла мысль, что сварочник надо делать именно на тиристорах и где-то на этой же частоте). Пробивался даже фторопласт. Причем в этой схеме я использовал строчный трансформатор от цветного лампового усилителя, а выходная обмотка там имеет мало витков и при обычно схеме на выходе получалось небольшое напряжение (у ч/б телевизоров строчник с более большим коэффициентом трансформации). Я подумал, а что если напряжение питания поднять до 220В - сколько будет тогда на выходе (хотя скорее всего пробило бы трансформатор).

Когда улеглись первые восторги, я начал замечать и недостатки это конструкции. Во-первых, через пару минут работы (а то и меньше) начинал разогреваться трансформатор (и довольно сильно) затем тиристор и даже диод (мощность-то прокачивалась ого-го). Во-вторых система оказалась очень чувствительна к изменениям частоты генератора (все-таки схема-то резонансная). Так же на резонанс влияло и изменение нагрузки. Но что хуже всего - при такой высокой частоте колебаний - я нигде не смог это применить. Выпрямить невозможно - пробовал ставить на выходе высоковольтные (12 кВ, 300 мА, исправные) диоды - они начинали нагреваться даже, если припаяны одним концом, а второй просто висит в воздухе (в пространство что ли излучают). Даже при подключении высоковольтного кабеля длиной всего сантиметров 20 - напряжение падало в десятки раз (может резонанс сбивается и регулировка частоты не помогает). Пробовал собрать умножитель на выходе - с тем же результатом.

Где применить такое я не знаю. Думал даже электрошокер сделать, но схема у меня работала вольт от 16-20 не меньше, да и мощность потребляла большую и размеры были приличные (тиристор довольно внушительных размеров, дроссель, мощный конденсатор, строчный трансформатор - это будет не миниатюрное устройство, а "ранцевый" вариант, если учесть, что батареек надо к нему штук 16), к тому же в шокере на выходе должно быть постоянное напряжение (а если все-таки переменка, то на маленькую частоту). Да и вообще я такое побоюсь применить - убьет еще кого ненароком или пробьет изоляцию и мне достанется. Короче забросил я этого монстра. Хотя идея была красивая.

Источник: http://radiolub.chat.ru/Monstr/monstr.htm

простой для повторения генератор высокого напряжения / Habr

Добрый день, уважаемые хабровчане.
Этот пост будет немного необычным.
В нём я расскажу, как сделать простой и достаточно мощный генератор высокого напряжения (280 000 вольт). За основу я взял схему Генератора Маркса. Особенность моей схемы в том, что я пересчитал её под доступные и недорогие детали. К тому же сама схема проста для повторения (у меня на её сборку ушло 15 минут), не требует настройки и запускается с первого раза. На мой взгляд намного проще чем трансформатор Теслы или умножитель напряжения Кокрофта-Уолтона.

Принцип работы

Сразу после включения начинают заряжаться конденсаторы. В моём случае до 35 киловольт. Как только напряжение достигнет порога пробоя одного из разрядников, конденсаторы через разрядник соединятся последовательно, что приведёт к удвоению напряжения на конденсаторах, подсоединённых к этому разряднику. Из-за этого практически мгновенно срабатывают остальные разрядники, и напряжение на конденсаторах складывается. Я использовал 12 ступеней, то есть напряжение должно умножиться на 12 (12 х 35 = 420). 420 киловольт — это почти полуметровые разряды. Но на практике, с учетом всех потерь, получились разряды длиной 28 см. Потери были вследствие коронных разрядов.



О деталях:

Сама схема простая, состоит из конденсаторов, резисторов и разрядников. Ещё потребуется источник питания. Так как все детали высоковольтные, возникает вопрос, где же их достать? Теперь обо всём по порядку:
1 — резисторы

Нужны резисторы на 100 кОм, 5 ватт, 50 000 вольт.
Я пробовал много заводских резисторов, но ни один не выдерживал такого напряжения — дуга пробивала поверх корпуса и ничего не работало. Тщательное загугливание дало неожиданный ответ: мастера, которые собирали генератор Маркса на напряжение более 100 000 вольт, использовали сложные жидкостные резисторы генератор Маркса на жидкостных резисторах, или же использовали очень много ступеней. Я захотел чего-то проще и сделал резисторы из дерева.

Отломал на улице две ровных веточки сырого древа (сухое ток не проводит) и включил первую ветку вместо группы резисторов справа от конденсаторов, вторую ветку вместо группы резисторов слева от конденсаторов. Получилось две веточки с множеством выводов через равные расстояния. Выводы я делал путём наматывания оголённого провода поверх веток. Как показывает опыт, такие резисторы выдерживают напряжение в десятки мегавольт (10 000 000 вольт)

2 — конденсаторы

Тут всё проще. Я взял конденсаторы, которые были самыми дешевыми на радио рынке — К15-4, 470 пкф, 30 кВ, (они же гриншиты). Их использовали в ламповых телевизорах, поэтому сейчас их можно купить на разборке или попросить бесплатно. Напряжение в 35 киловольт они выдерживают хорошо, ни один не пробило.
3 — источник питания

Собирать отдельную схему для питания моего генератора Маркса у меня просто не поднялась рука. Потому, что на днях мне соседка отдала старенький телевизор «Электрон ТЦ-451». На аноде кинескопа в цветных телевизорах используется постоянное напряжение около 27 000 вольт. Я отсоединил высоковольтный провод (присоску) с анода кинескопа и решил проверить, какая дуга получится от этого напряжения.

Вдоволь наигравшись с дугой, пришел к выводу, что схема в телевизоре достаточно стабильная, легко выдерживает перегрузки и в случае короткого замыкания срабатывает защита и ничего не сгорает. Схема в телевизоре имеет запас по мощности и мне удалось разогнать её с 27 до 35 киловольт. Для этого я покрутил подстроичник R2 в модуле питания телевизора так, что питание в строчной развертке поднялось с 125 до 150 вольт, что в свою очередь привело к повышению анодного напряжения до 35 киловольт. При попытке ещё больше увеличить напряжение, пробивает транзистор КТ838А в строчной развёртке телевизора, поэтому нужно не переборщить.

Процесс сборки

С помощью медной проволоки я прикрутил конденсаторы к веткам дерева. Между конденсаторами должно быть расстояние 37 мм, иначе может произойти нежелательный пробой. Свободные концы проволоки я загнул так, чтобы между ними получилось 30 мм — это будут разрядники.

Лучше один раз увидеть, чем 100 раз услышать. Смотрите видео, где я подробно показал процесс сборки и работу генератора:

Техника безопасности

Нужно соблюдать особую осторожность, так как схема работает на постоянном напряжении и разряд даже от одного конденсатора будет скорее всего смертельным. При включении схемы нужно находиться на достаточном удалении потому, что электричество пробивает через воздух 20 см и даже более. После каждого выключения нужно обязательно разряжать все конденсаторы (даже те, что стоят в телевизоре) хорошо заземлённым проводом.

Лучше из комнаты, где будут проводиться опыты, убрать всю электронику. Разряды создают мощные электромагнитные импульсы. Телефон, клавиатура и монитор, которые показаны у меня в видео, вышли из строя и ремонту больше не подлежат! Даже в соседней комнате у меня выключился газовый котёл.

Нужно беречь слух. Шум от разрядов похож на выстрелы, потом от него звенит в ушах.

Интересные наблюдения

Первое, что ощущаешь при включении — то, как электризуется воздух в комнате. Напряженность электрического поля настолько высока, что чувствуется каждым волоском тела.

Хорошо заметен коронный разряд. Красивое голубоватое свечение вокруг деталей и проводов.
Постоянно слегка бьет током, иногда даже не поймёшь от чего: прикоснулся к двери — проскочила искра, захотел взять ножницы — стрельнуло от ножниц. В темноте заметил, что искры проскакивают между разными металлическими предметами, не связанными с генератором: в дипломате с инструментом проскакивали искорки между отвёртками, плоскогубцами, паяльником.

Лампочки загораются сами по себе, без проводов.

Озоном пахнет по всему дому, как после грозы.

Заключение

Все детали обойдутся где-то в 50 грн (5$), это старый телевизор и конденсаторы. Сейчас я разрабатываю принципиально новую схему, с целью без особых затрат получать метровые разряды. Вы спросите: какое применение данной схемы? Отвечу, что применения есть, но обсуждать их нужно уже в другой теме.

На этом у меня всё, соблюдайте осторожность при работе с высоким напряжением.

Высоковольтный генератор из катушки зажигания, кулера и мосфета – легко и доступно


Всем здравствуйте! В сети множество схем высоковольтных генераторов отличающихся по мощности, по сложности сборки, по цене и доступности компонентов. Данная самоделка собрана из практически бросовых деталей, собрать ее сможет любой желающий. Собирался этот генератор, скажем так, для ознакомительных целей и всевозможных опытов с электричеством высокого напряжения. Примерный максимум этого генератора 20 киловольт. Так как в качестве источника питания для этого генератора не используется сетевое напряжение это дополнительный плюс с точки зрения безопасности.

На фото все необходимые детали, для сборки высоковольтного генератора.

Для сборки потребуется:

Катушка зажигания от ВАЗа
Кулер с датчиком холла
«N» канальный мосфет
Резисторы на 100 Ом и 10 кОм
Соединительные изолированные провода
Паяльник
Клеммная колодка (необязательно)
Радиатор для мосфета
Несколько саморезов
Фанерное основание для крепления деталей

Это схема данного генератора.

Кому интересно попробую рассказать подробнее. В качестве генератора импульсов используется кулер охлаждения от компьютера или аналогичный на 12 вольт, но с одним условием – в нем должен быть встроенный датчик холла. Именно датчик холла и будет генерировать импульсы для высоковольтного трансформатора, в качестве которого, в данном случае, используется катушка зажигания от автомобиля. Выбрать подходящий вентилятор очень просто, как правило, он имеет три ввода.

На фото видно наличие трех выводов. Стандартная расцветка это красный вывод плюс питания, черный – общий (земля) и желтый – выход с датчика холла. При подаче питания на вентилятор на выходе (желтый провод) получаем импульсы, частота которых зависит от оборотов электромотора данного кулера и чем выше напряжение, тем выше частота импульсов. Повышать напряжение следует в разумных пределах - примерно 12-15 вольт, чтоб не спалить кулер и всю схему. Получаемый импульсный сигнал предстоит подать на катушку зажигания, но его необходимо усилить.

В качестве силового ключа использовал «N» канальный полевой транзистор (мосфет) IRFS640A подойдут и другие с аналогичными параметрами, или примерные на ток 5-10 ампер и напряжение вольт 50 для надежности. Мосфеты присутствуют практически во всех современных электронных схемах, будь то материнская плата компьютера или пусковая схема энергосберегающей лампы, а значит, найти подходящий не возникнет проблем.

Катушка зажигания от автомобилей ВАЗ «классика» Б117-А имеет три вывода. Центральный это высоковольтный выход, «Б+» это плюсовой 12 вольт, и общий «К» - возможно не маркируется.

Изначально схем состояла из трех компонентов: кулер, мосфет и катушка, но через непродолжительное время работы ломалась, так как выходили из строя либо мосфет, либо датчик холла. Выход – установка резисторов на 100 Ом для ограничения пускового тока с датчика холла на затвор, и подтягивающий резистор 10кОм для запирания мосфета при отсутствии импульса.

При сборке схемы транзистор следует устанавливать на радиатор желательно с применением термопасты, так как нагрев при работе существенный.

Разъем от кулера использовал в качестве клеммной колодки для подключения мосфета. В результате необходимость в пайке транзистора отпала, для подключения или замены достаточно соединить колодку с выводами транзистора.

Вентилятор закрепил сверху радиатора при помощи двух саморезов. В результате получилось, что кулер играет двойную роль – как генератор импульсов и как дополнительное охлаждение.

Подключаем питание 12-14 вольт от аккумулятора и пробуем в работе.

Для молний по дереву данный агрегат конечно слабоват, но что такое высокое напряжение с данной самоделкой - оценить можно.

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Генератор высокого напряжения


Генератор высокого напряжения
Здравствуйте, сегодня я покажу процесс создания весьма простого, и в то же время мощного двухтактного преобразователя напряжением на 9кВ.

Суть устройство очень проста. Подаем напряжение на вход номиналом 12в, и на выходе получаем уже напряжение порядка 9кВ. При этом кпд схемы достигает 95%!

Вообще самая схема начинает работать и от 4В, но напряжение на выходе будет не более 3кВ.
Сфера применения устройства весь разная. Например их применяют для катушек "Теслы", ионизации воздуха, в плазменных зажигалках.

Внимание! Высокое напряжение! Соблюдай ТБ!

Вот схема для сборки

Генератор высокого напряжения
Перед началом хотелось бы рассказать максимально просто и кратко как работает эта схема.
Главное в этой схеме это 2 транзистора (поэтому и двухтактная) и высоковольтный трансформатор.

Один из транзисторов открывается и качает одно плечё обмотки, потом он закрывается и уже другой открывается, так же качает другое плечо обмотки и все это на частоте 30кГц.На выходе получаем "жирную" дугу которая способна "тянутся" до 3см (при питании от 16В - 5см)!

Перед началом чтения статья, я рекомендую посмотреть процесс сборки и испытаний:

Вот что нам потребуется:

Генератор высокого напряжения
Генератор высокого напряжения


- 2 транзистора марки IRF3205
- ферритовое кольцо
- радиатор
- нож
- отвертка
- термопаста КПТ-8
- 2 провода для питания схемы (я использую 1.5мм2)
- кусок залакированного медного провода 1мм2 1 метр
- 2 высоковольтовых изолятора
- 2 стабилитрон 1.5ке12
- аккумулятор для питания (я использую Li-Po с квадрокоптер)
- паяльник
- 2 диода HER208
- олово и флюс (или припой)
- 2 стабилитрона
- 2 резистора на 220Ом 1.5Вт
- 2 резистора на 10кОм 0.25Вт
- конденсатор 400В 1мкФ
- пара винтиков М3 и изоляционные шайбы к ним
- пара слюдяных прокладок
- трансформатор высоко напряжение 110пц15 (я "выдрал" его со старого цветного телевизора, но можно найти и на радио рынках)


Подробное описание изготовления:
Шаг 1: Намотка обмотки трансформатора. Подготовим трансформатор.
Генератор высокого напряжения
Генератор высокого напряжения
Возьмем провод 1мм2 1 метр и начнем наматывать обмотку.
Генератор высокого напряжения
Продеваем провод и просто придерживая, наматываем 3 витка провода.
Генератор высокого напряжения
Генератор высокого напряжения
Генератор высокого напряжения
В следующем, четвертом витке необходимо сделать так называемый "отвод". Тоесть просто продеть, но не полностью, что бы получилось такое кольцо.
Генератор высокого напряжения
Это кольцо необходимо немного прижать.
Генератор высокого напряжения
А затем скрутить. Но де конца.
Генератор высокого напряжения
Генератор высокого напряжения
Дальше мотаете остальные 3 витка (и лично я обвязал конец вокруг этого "отвода" для того что бы катушка не раскрутилась)
Генератор высокого напряжения
Вот так все должно получиться.
Генератор высокого напряжения
После откусываем лишний кусок (он еще нам пригодится) провода бокорезами.
Генератор высокого напряжения
А так же и меленькое кольцо с отвода.
Генератор высокого напряжения
Вот уже финальный, готовый трансформатор.
Генератор высокого напряжения
Осталось только зачистить концы и залудить их.
Генератор высокого напряжения
Генератор высокого напряжения
Генератор высокого напряжения
Генератор высокого напряжения
Шаг 2: Намотка ферритового кольца. Возьмем кольцо и кусочек провода, что остался после намотки транса.
Генератор высокого напряжения
Продеваем провод, придерживая пальцем делаем примерно 16-18 витков.
Генератор высокого напряжения
Генератор высокого напряжения
Генератор высокого напряжения
Вот так должно выйти.
Генератор высокого напряжения
Затем все то же самое, зачищаем лудим.
Генератор высокого напряжения
Генератор высокого напряжения
Шаг 3: Подготовка радиатора. Первым делом проденем винтики в изоляционные шайбы.
Генератор высокого напряжения
В след за этим нанести термопасту на слюдяные прокладки и транзисторы.
Генератор высокого напряжения
Генератор высокого напряжения
Дальше прислоняем прокладки к радиатору
Генератор высокого напряжения
Генератор высокого напряжения
А затем и сами транзисторы.
Генератор высокого напряжения
Прикручиваем их к радиатору (напомню через винты с изоляционными шайбами)
Генератор высокого напряжения
Итог.
Генератор высокого напряжения
Шаг 2: Пайка.
Подготовим стабилитроны.
Генератор высокого напряжения
И припаиваем их между затвором и истоком транзистора.
Генератор высокого напряжения
Генератор высокого напряжения
Доже самое проделываем и со вторым транзистором. И получаем на этом шаге это.
Генератор высокого напряжения
Далее припаиваем резисторы на 10кОм так же как и стабилитроны (между 1 и 3 ножками транзистора)
Генератор высокого напряжения
Генератор высокого напряжения
Затем паяем диоды. Анод диода ("плюс") к затвору левого транзистора, а катод ("минус") к стоку правого транзистора.
Генератор высокого напряжения
Генератор высокого напряжения
И наоборот.
Генератор высокого напряжения
Пришла очередь конденсатора.
Генератор высокого напряжения
Его припаиваем параллельна стокам (центральным ножкам) транзисторов.
Генератор высокого напряжения
Генератор высокого напряжения
Осталось "разобраться с затворами". Возьмем наши резисторы на 220Ом и просто припаяем их к затворам обоих транзисторов.
Генератор высокого напряжения
Концы этих резисторов соединим между собой и припаяем для более надежного контакта.
Генератор высокого напряжения
Генератор высокого напряжения
У нас еще остался небольшой кусочек 1мм провода.
Генератор высокого напряжения
Необходимо его зачистить с обоих концов. И сделать некую "перемычку" в этих участках (соединяем истоки).
Генератор высокого напряжения
В след за этим припаиваем провода по питанию.
Генератор высокого напряжения
Плюс питания (желтый провод) припаиваем к месту соединения резисторов на 220 Ом.
Генератор высокого напряжения
А черный провод (минус) на исток любого из транзисторов (напомню они соединены перемычкой)
Генератор высокого напряжения
Пришла очередь самого "главного".
Генератор высокого напряжения
Концы обмотки трансформатора припаиваем параллельна конденсатору.
Генератор высокого напряжения
Генератор высокого напряжения
Приготовим ферритовое кольцо.
Генератор высокого напряжения
Один конец которого припаиваем к отводу.
Генератор высокого напряжения
А второй к месту соединения 2 резисторов на 220 Ом.
Генератор высокого напряжения
Теперь осталось только припаять высоковольтовые разрядники к трансформатору к выходу высокого напряжения.
Генератор высокого напряжения
И на этом все! Остается только подключить. На желтый (плюсовой) и черный (минусовой) провода подаем напряжение от 4в.
Генератор высокого напряжения Генератор высокого напряжения Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Генераторы высокого напряжения с использованием катушек индуктивности

Все рассмотренные выше генераторы высокого напряжения имели в качестве накопителя энергии конденсатор. Не меньший интерес представляют устройства, использующие в качестве такого элемента индуктивности.

В подавляющем большинстве конструкции подобного рода преобразователей ранних лет содержали механический коммутатор индуктивности. Недостатки такого схемного решения очевидны: это повышенный износ контактных пар, необходимость их периодической чистки и регулировки, высокий уровень помех.

С появлением современных быстродействующих электронных коммутаторов конструкции преобразователей напряжения с коммутируемым индуктивным накопителем энергии заметно упростились и стали конкурентоспособными.

Основой одного из наиболее простых высоковольтных генераторов (рис. 12.1) является индуктивный накопитель энергии.

принципиальная схема

Рис. 12.1. Электрическая схема высоковольтного генератора на основе индуктивного накопителя энергии.

Генератор прямоугольных импульсов собран на микросхеме 555 (КР1006ВИ1). Параметры импульсов регулируются потенциометрами R2 и R3. Частота импульсов управления также зависит от емкости времязадающего конденсатора С1. Импульсы с выхода генератора подаются через резистор R5 на базу ключевого (коммутирующего) элемента — мощного транзистора VT1.

Этот транзистор в соответствии с длительностью и частотой следования управляющих импульсов коммутирует первичную обмотку трансформатора Т1.

В итоге на выходе преобразователя формируются импульсы высокого напряжения. Для защиты транзистора VT1 (2N3055 — КТ819ГМ) от пробоя желательно параллельно переходу эмиттер — коллектор подключить диод, например, типа КД226 (катодом к коллектору).

Высоковольтный генератор (рис. 12.2), разработанный в Болгарии, также содержит задающий генератор прямоугольных импульсов на микросхеме 555 (К1006ВИ1). Частота импульсов плавно регулируется резистором R2 от 85 до 100 Гц. Эти импульсы через RC-цепочки поступают на ключевые элементы на транзисторах VT1 и VT2. Стабилитроны VD3 и VD4 защищают транзисторы от повреждения при работе на индуктивную нагрузку.

принципиальная схема

Рис. 12.2. Схема генератора высокого напряжения на основе индуктивного накопителя энергии.

Генератор высокого напряжения (рис. 12.2) может быть использован как самостоятельно — для получения высокого напряжения (обычно до 1...2 кВ), либо как промежуточная ступень «накачки» других преобразователей.

Транзисторы BD139 можно заменить на КТ943В. В качестве ключевых элементов преобразователей с индуктивным накопителем энергии долгие годы использовали мощные биполярные транзисторы. Их недостатки очевидны: довольно высоки остаточные напряжения на открытом ключе, как следствие, потери энергии, перегрев транзисторов.

По мере совершенствования полевых транзисторов последние начали оттеснять биполярные транзисторы в схемах источников питания, преобразователях напряжения.

Для современных мощных полевых транзисторов сопротивление открытого ключа может достигать десятые...сотые доли Ома, а рабочее напряжение достигать 1 ...2 кВ.

На рис. 12.3 приведена электрическая схема преобразователя напряжения, выходной каскад которого выполнен на полевом транзисторе MOSFET. Для согласования генератора с полевым транзистором включен биполярный транзистор с большим коэффициентом передачи.

принципиальная схема

Рис. 12.3. Электрическая схема генератора высоковольтных импульсов с ключевым полевым транзистором.

Задающий генератор собран на /ШО/7-микросхеме CD4049 по типовой схеме. Как сами выходные каскады, так и каскады формирования управляющих сигналов, показанные нарис. 12.1 — 12.3 и далее, взаимозаменяемы и могут быть использованы в любом сочетании.

Выходной каскад генератора высокого напряжения системы электронного зажигания конструкции П. Брянцева (рис. 12.4) выполнен на современной отечественной элементной базе [12.2].

принципиальная схема

Рис. 12.4. Схема выходного каскада генератора высокого напряжения П. Брянцева на составном транзисторе.

принципиальная схема

Рис. 12.5. Электрическая схема генератора высокого напряжения с задающим генератором на основе триггеров Шмитта.

При подаче на вход схемы управляющих импульсов транзисторы VT1 и VT2 кратковременно открываются. В результате катушка индуктивности кратковременно подключается к источнику питания. Конденсатор С2 сглаживает пик импульса напряжения. Резистивный делитель (R3 и R5) ограничивает и стабилизирует максимальное напряжение на коллекторе транзистора VT2.

В качестве трансформатора Т1 использована катушка зажигания Б115. Ее основные параметры: R,=1,6 Ом, l<8A Ui<330B. Коэффициент трансформации К=68. Для катушки Б116 (Rj=0,6 Ом, 1,<20 А, и,<160 В, К=154) оптимальная величина R5=11 кОм.

Следующие две схемы высоковольтных генераторов напряжения с использованием индуктивных накопителей энергии (рис. 12.5, 12.6) разработал Andres Estaban de la Plaza.

Первое из устройств содержит задающий генератор прямоугольных импульсов, промежуточный и выходной каскад, высоковольтный трансформатор.

принципиальная схема

Рис. 12.6. Электрическая схема генератора высокого напряжения с задающим генератором на основе операционного усилителя.

Задающий генератор выполнен на основе триггера Шмитта (КМОП-микросхема типа 4093). Использование триггера Шмитта вместо логических элементов НЕ (см. например, рис. 12.3) позволяет получить импульсы с более крутыми фронтами, и, следовательно, снизить потери энергии на ключевых элементах.

Согласование КМОП-элементов с силовым транзистором VT2 осуществляется предусилителем на транзисторе ѴТ1. Выходной трансформатор Т1 коммутируется силовым биполярным транзистором ѴТ2. Этот транзистор установлен на теплоотводящей пластине.

Частота импульсов генератора ступенчато изменяется переключателем SA1. Соотношение между длительностью импульса и паузой и частоту следования импульсов плавно регулируют потенциометрами R1 и R2.

Переключателем SA2 включают/отключают резистор R6, включенный последовательно с первичной обмоткой повышающего трансформатора. Тем самым ступенчато регулируют выходную мощность преобразователя.

Рабочая частота генератора в его пяти поддиапазонах регулируется в пределах 0,6...8,5 кГц; 1,5...20 кГц; 5,3...66 кГц;

13... 170 кГц; 43...>200 кГц.

Первичная обмотка трансформатора Т1, намотанная на сердечнике от трансформатора строчной развертки, имеет 40 витков диаметром 1,0 мм. Выходное напряжение преобразователя на частотах ниже 5 кГц составляет 20 кВ, в области частот 50...70 кГц выходное напряжение снижается до 5... 10 кВ.

Выходная мощность высокочастотного сигнала устройства может доходить до 30 Вт. В этой связи при использовании данной конструкции, например, для газоразрядной фотосъемки необходимо принять особые меры по ограничению выходного тока.

Высоковольтный генератор, рис. 12.6, имеет более сложную конструкцию.

Его задающий генератор выполнен на операционном усилителе DA1 (СА3140). Для питания задающего генератора и буферного каскада (микросхема DD1 типа 4049) используется стабилизатор напряжения на 12 Б на интегральной микросхеме DA2 типа 7812.

Предоконечный каскад на комплиментарных транзисторах ѴТ1 и ѴТ2 обеспечивает работу оконечного — на мощном транзисторе ѴТЗ.

Соотношение длительность/пауза регулируют потенциометром R7, а частоту импульсов — потенциометром R4.

Частоту генерации можно изменять ступенчато — переключением емкости конденсатора С1. Начальная частота генерации близка к 20 кГц.

Первичная обмотка доработанного трансформатора строчной развертки имеет 5... 10 витков, ее индуктивность примерно 0,5 мГч. Защита выходного транзистора от перенапряжения осуществляется включением варистора R9 параллельно этой обмотке.

Транзистор 2N2222 можно заменить на КТ3117А, КТ645; 2N3055 — на КТ819ГМ-, BD135 — на КТ943А, BD136 — на КТ626А, диоды 1N4148 — на КД521, КД503 и др. Микросхему DA2 можно заменить отечественным аналогом — КР142ЕН8БЩУ DD1 — К561ТЛ1.

Следующим видом генераторов высоковольтного напряжения являются автогенераторные преобразователи напряжения с индуктивной обратной связью.

Импульсный преобразователь с самовозбуждением вырабатывает пакеты высокочастотных высоковольтных колебаний (рис. 12.7).

принципиальная схема

Рис. 12.7. Электрическая схема импульсного преобразователя напряжения с самовозбуждением.

Автогенератор импульсов высокого напряжения на транзисторе VT1 получает сигнал обратной связи с трансформатора Т1 и в качестве нагрузки имеет катушку зажигания Т2. Частота генерации — около 150 Гц. Конденсаторы С*, С2 и резистор R4 определяют режим работы генератора.

Трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе 11114x18. Обмотка I состоит из 18 витков провода ПЭВ-2 0,85 мм, намотанных в два провода, а II — из 72 витков провода ПЭЛШО 0,3 мм.

Стабилитрон VD2 укреплен в центре дюралюминиевого радиатора размерами 40x40x4 мм. Этот стабилитрон можно заменить цепочкой мощных стабилитронов с суммарным напряжением стабилизации 150 В. Транзистор VT1 также установлен на радиаторе размерами 50x50x4 мм.

Резонансный преобразователь напряжения с самовозбуждением описан в работе Е. В. Крылова (рис. 12.8). Он выполнен на высокочастотном мощном транзисторе VT1 типа КТ909А.

Трансформатор преобразователя выполнен на фторопластовом каркасе диаметром 12 мм с использованием ферритового стержня 150ВЧ размером 10x120 мм. Катушка L1 содержит 50 витков, L2 — 35 витков провода ЛЭШО 7x0,07 мм. Катушки низковольтной половины устройства имеют по одному витку провода во фторопластовой (политетрафторэтиленовой) изоляции. Они намотаны поверх катушки L2.

принципиальная схема

Рис. 12.8. Схема резонансного высоковольтного генератора с трансформаторной обратной связью.

Выходное напряжение преобразователя составляет 1,5 кВ (максимальное — 2,5 кВ). Частота преобразования — 2,5 МГц. Потребляемая мощность — 5 Вт. Выходное напряжение устройства изменяется от 50 до 100% при увеличении напряжения питания с 8 до 24 В.

Конденсатором переменной емкости С4 трансформатор настраивают на резонансную частоту. Резистором R2 устанавливают рабочую точку транзистора, регулируют уровень положительной обратной связи и форму генерируемых сигналов.

Преобразователь безопасен в работе — при низкоомной нагрузке высокочастотная генерация срывается.

Следующая схема высоковольтного источника импульсного напряжения с двухкаскадным преобразованием показана на рис. 12.9. Электрическая схема его первого каскада достаточно традиционна и практически не отличается от рассмотренных ранее конструкций.

Отличие устройства (рис. 12.9) заключается в использовании второго каскада повышения напряжения на трансформаторе. Это заметно повышает надежность устройства, упрощает конструкцию трансформаторов и обеспечивает эффективную изоляцию между входом и выходом устройства.

принципиальная схема

Рис. 12.9. Схема высоковольтного преобразователя с трансформаторной обратной связью и двойным трансформаторным преобразованием напряжения.

Трансформатор Т1 выполнен на Ш-образном сердечнике из трансформаторной стали. Сечение сердечника составляет 16x16 мм. Коллекторные обмотки I имеют 2x60 витков провода диаметром 1,0 мм.

Катушки обратной связи II содержат 2x14 витков провода диаметром 0,7 мм. Повышающая обмотка III трансформатора Т1, намотанная через несколько слоев межслойной изоляции, имеет 20... 130 витков провода диаметром 1,0 мм. В качестве выходного (высоковольтного) трансформатора использована катушка зажигания автомобиля на 12 или 6 В.

К генераторам высокого напряжения с индуктивными накопителями энергии следует отнести и устройства, рассмотренные ниже.

Для получения высоковольтных наносекундных импульсов В. С. Белкиным и Г. И. Шульженко была разработана схема формирователя на дрейфовых диодах и насыщающейся индуктивностью с однотактным преобразователем, синхронизированным с формирователем, а также показана возможность совмещения функций ключа формирователя и преобразователя.

Схема преобразователя, синхронизированного с формирователем, приведена на рис. 12.10; вариант схемы формирователя с раздельными ключевыми элементами приведен на рис. 12.11, а временные диаграммы, характеризующие работу отдельных узлов схемы формирователя, — на рис. 12.12.

принципиальная схема

Рис. 12.10. Схема формирователя высоковольтных импульсов с общим ключом для преобразователя и формирователя.

принципиальная схема

Рис. 12.11. Фрагмент схемы формирователя высоковольтных импульсов с раздельными ключами.

принципиальная схема

Рис. 12.12. Временная диаграмма работы преобразователя.

Задающий генератор прямоугольных импульсов (рис. 12.10) вырабатывает импульсы, отпирающие транзисторный ключ VT1 на время tH и запирающие на время t3 (рис. 12.12). Их сумма определяет период повторения импульсов. За время tH через дроссель L1 протекает ток Ін. После запирания транзистора ток Ін через диод VD1 заряжает накопительную емкость формирователя С1 до напряжения Uн, диод VD1 закрывается и отсекает конденсатор С1 от источника питания.

В таблице 12.1 приведены данные по возможному использованию полупроводниковых приборов в формирователе высоковольтных импульсов. Амплитуда формируемых импульсов приведена для низкоомной нагрузки величиной 50 Ом.

Таблица 12.1. Выбор элементов для формирователей высоковольтных импульсов.

Длительность импульса, НС

Амплитуда генерируемого импульса, В

300

500

1000

4...6

КД204, КД226 (КТ858, КТ862)

КД212

7...10

ДЛ112-25 (КТ847)

ДЛ122-40 (КП953)

11...15

КД213 (КТ847)

ДЛ132-80 (КП953)

Формирователи двухполярных импульсов на основе серии-ных диодов имеют амплитуду каждой полуволны 0,2... 1 кВ для согласованной нагрузки 50...75 Ом при полной длительности импульса 4...30 не и частоте повторения до 20 кГц.

Источник: Шустов М. А. Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения.

0 0 vote
Article Rating
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments