Koti › Internet › Kuinka koota korkeajännitegeneraattori pienellä virralla. Korkeajännitegeneraattori. HV-generaattorin testaus

Kuinka koota korkeajännitegeneraattori pienellä virralla. Korkeajännitegeneraattori. HV-generaattorin testaus

Tiedot on tarkoitettu vain koulutustarkoituksiin!
Sivuston ylläpitäjä ei ole vastuussa annettujen tietojen käytön mahdollisista seurauksista.

Minun generaattorini korkea jännite (HV) Käytän monissa projekteissani ( , ):

Elementit -
1 - kytkin
2 - varistori
3 - E/M-häiriönpoistokondensaattori
4 - alennusmuuntaja UPS:stä
5 - tasasuuntaaja (Schottky-diodit) jäähdyttimessä
6 - tasoitussuodatinkondensaattorit
7 - jännitteensäädin 10 V
8 - suorakaiteen muotoisten pulssien generaattori, jossa on säädettävä käyttösuhde muuttuva vastus

10 - IRF540 MOSFETit kytketty rinnan, asennettu patteriin
11 - korkeajännitekela ferriittiytimessä näytöstä
12 - korkeajännitelähtö
13 - sähkökaari

Lähdepiiri on melko vakio, joka perustuu flyback-muunninpiiriin ( lentää takaisin muunnin):

Tulopiirit

Varistori toimii ylijännitesuojana:

S- levyvaristori
10 - levyn halkaisija 10 mm
K- virhe 10%
275 - max. AC jännite 275 V

Kondensaattori C vähentää generaattorin tuottamia häiriöitä virransyöttöverkossa. Siinä käytetään häiriönpoistokondensaattoria. X tyyppi.

DC-jännitelähde

Muuntaja - keskeytymättömästä virtalähteestä:

Muuntajan ensiökäämi Tr kytketty verkkojännitteeseen 220 V ja toisio - siltatasasuuntaajaan VD1.

Jännitteen tehollinen arvo toisiokäämin lähdössä on 16 V.

Tasasuuntaaja on koottu kolmesta kahdesta Schottky-diodista, jotka on asennettu jäähdyttimeen - SBL2040CT, SBL1040CT:

SBL 2040 CT- max. keskimääräinen tasasuuntausvirta 20 A, max. käänteinen huippujännite 40 V, max. tehollinen paluujännite 28 V
kytketty rinnan:
SBL 1040 CT- max. keskimääräinen tasavirta 10 A, max. käänteinen huippujännite 40 V, max. tehollinen paluujännite 28 V
SBL 1640 - max. keskimääräinen tasasuuntausvirta 16 A, max. käänteinen huippujännite 40 V, max. tehollinen paluujännite 28 V

Tasasuuntaajan lähdössä sykkivä jännite tasoitetaan suodatinkondensaattoreilla: elektrolyytti CapXon C1, C2 10 000 uF 50 V:lle ja keraamiselle C3 kapasitanssi 150 nF. Sitten avaimeen syötetään vakiojännite (20,5 V). ja jännitteen stabilisaattori, jonka lähdössä toimii 10 V jännite, joka toimii pulssigeneraattorin tehona.

Mikropiiriin koottu jännitteen stabilisaattori IL317:

Kaasu L ja kondensaattori C tasoittaa jännitteen aaltoilua.
Valodiodi VD3 kytketty liitäntälaitteen vastuksen kautta R4, osoittaa jännitteen olemassaolon lähdössä.
Muuttuva vastus R2 Säätää lähtöjännitetasoa (10 V).

Pulssigeneraattori

Generaattori on koottu ajastimeen NE555 ja tuottaa suorakaiteen muotoisia pulsseja. Tämän generaattorin ominaisuus on kyky muuttaa pulssien käyttöjaksoa käyttämällä muuttuva vastus R3 muuttamatta niiden taajuuksia. Pulssien käyttösuhteesta, ts. muuntajan toisiokäämin jännitetaso riippuu avaimen päälle- ja pois-tilan keston välisestä suhteesta.

Ra = R1+ yläosa R3
Rb= alaosa R3 + R2
kesto "1" $T1 = 0,67 \cdot Ra \cdot C$
kesto "0" $T2 = 0,67 \cdot Rb \cdot C$
jakso $T = T1 + T2$
taajuus $f = (1,49 \over ((Ra + Rb)) \cdot C)$

Siirrettäessä säädettävän vastuksen liukusäädintä R3 kokonaisvastus Ra + Rb = R1 + R2 + R3 ei muutu, joten pulssin toistotaajuus ei muutu, vaan vain suhde Ra Ja Rb, ja tämän seurauksena pulssien toimintajakso muuttuu.

avain ja
Generaattorin pulsseja ohjataan ohjaimen kautta kahdella rinnakkain kytketyllä avaimella -Ah( - metallioksidi-puolijohde-kenttätehotransistori, MOSFET (metalli-oksidi-puolijohde), MIS-transistori (metalli-eriste-puolijohde), eristetty hila-kenttätransistori) IRF540N rakennuksessa TO-220, asennettu massiiviseen jäähdyttimeen:

G- sulkija
D- varastossa
S- lähde
Transistorille IRF540N suurin jännite "tyhjennyslähde" on VDS = 100 volttia, ja suurin tyhjennysvirta Minä D = 33/110 ampeeria. Tällä transistorilla on alhainen resistanssi. RDS (päällä) = 44 milliohmia. Transistorin avautumisjännite on VGS(th) = 4 volttia. Käyttölämpötila - jopa 175° C .
Voit myös käyttää transistoreita. IRFP250N rakennuksessa TO-247.

Kuljettaja tarvitaan luotettavampaan ohjaukseen -transistorit. Yksinkertaisimmassa tapauksessa se voidaan koota kahdesta transistorista ( n-p-n Ja p-n-p):

Vastus R1 rajoittaa hilavirtaa, kun se on päällä -diodi VD1 luo polun portin kapasitanssin purkamiselle, kun se sammutetaan.

Sulkee/avaa suurjännitemuuntajan ensiökäämin piirin, jota käytetään linjaskannausmuuntajana ("lineaarinen", flyback muuntaja (FBT)) vanhalta näytöltä Samsung SyncMaster 3Ne:

Näytön kytkentäkaavio näyttää korkeajännitelähdön HV linjan muuntaja T402 (FCO-14AG-42), kytketty kineskoopin anodiin CRT1:

Muuntajasta käytin vain ydintä, koska vaakasuuntaiseen muuntajaan on rakennettu diodit, jotka on täytetty hartsilla ja joita ei voida poistaa.
Tällaisen muuntajan ydin on valmistettu ferriitistä ja koostuu kahdesta puolikkaasta:

Ytimen kyllästymisen estämiseksi muovisella välikappaleella ( välikappale) on ilmarako.
Käämin toisiokäämin suurella määrällä (~ 500) kierrosta ohutta lankaa (vastus ~ 34 ohmia) ja ensiökäämin paksulla langalla, jossa on pieni määrä kierroksia.

Muuntajan ensiökäämissä virta putoaa jyrkästi, kun se kytketään pois päältä -a indusoi korkeajännitepulsseja toisiokäämiin. Tämä kuluttaa magneettikentän energiaa, joka kertyy virran kasvaessa ensiökäämiin. Toisiojohdot voidaan joko liittää elektrodeihin esimerkiksi sähkökaaren tuottamiseksi tai tasasuuntaajaan korkean tasajännitteen tuottamiseksi.

Diodi VD1 ja vastus R(nupista (nupista) ketju) rajoittaa muuntajan ensiökäämin itseinduktiojännitepulssia, kun avain avataan.

Korkeajännitegeneraattorin mallinnus
Ohjelman korkeajännitegeneraattorin mallinnusprosessien tulokset LTspice esitetään alla:

Ensimmäinen kaavio näyttää kuinka ensiökäämin virta kasvaa eksponentiaalisen lain (1-2) mukaisesti, katkeaa sitten äkillisesti avaimen avaushetkellä (2).
Toisiokäämin jännite reagoi hieman ensiökäämin (1) virran tasaiseen nousuun, mutta kasvaa jyrkästi sähkökatkon sattuessa (2). Välillä (2-3) ensiökäämissä ei ole virtaa (avain on kytketty pois päältä), ja sitten se alkaa taas kasvaa (3).

Tehokas korkeajännitegeneraattori (Kirlian-laite), 220/40000 volttia

Generaattori tuottaa jopa 40 000 V:n ja sitä korkeampiakin jännitteitä, joita voidaan käyttää aikaisemmissa projekteissa kuvattuihin elektrodeihin.

Voi olla tarpeen käyttää paksumpaa lasi- tai muovilevyä elektrodissa vakavan sähköiskun välttämiseksi. Vaikka piiri on varsin tehokas, sen lähtövirta on alhainen, mikä vähentää kohtalokkaan iskun riskiä, jos se joutuu kosketuksiin laitteen osien kanssa.

Sinun tulee kuitenkin olla erittäin varovainen käsitellessäsi sitä, koska sähköiskun mahdollisuus on edelleen mahdollinen.

Huomio! Korkeat jännitteet ovat vaarallisia. Ole erittäin varovainen, kun työskentelet tämän piirin kanssa. On toivottavaa, että sinulla on kokemusta tällaisista laitteista.

Voit käyttää generaattoria Kirlian-valokuvauksen (sähkövalokuvauksen) kokeissa ja muissa paranormaaleissa kokeissa, kuten plasmaan tai ionisaatioon liittyvissä kokeissa.

Piiri käyttää tavanomaisia komponentteja, sen lähtöteho on noin 20 wattia.

Alla on joitain laitteen teknisiä tietoja:

virtalähdejännite - 117 V tai 220/240 V (AC verkkovirta);
lähtöjännite - jopa 40 kV (suurjännitemuuntajasta riippuen);
lähtöteho - 5 - 25 W (käytetyistä komponenteista riippuen);
transistorien lukumäärä - 1;
toimintataajuus - 2 - 15 kHz.

Toimintaperiaate

Kuvassa esitetty kaava. 2.63, koostuu yksitransistorigeneraattorista, jonka toimintataajuuden määräävät kondensaattorit C3 ja C4 sekä suurjännitemuuntajan ensiökäämin induktanssi.

Riisi. 2.63 Kirlian-laite

Projektissa käytetään tehokasta pii-n-p-n-transistoria. Lämmön poistamiseksi se tulee asentaa riittävän suurelle jäähdyttimelle.

Vastukset R1 ja R2 määräävät lähtöteho, asettamalla transistorin virran. Sen toimintapiste asetetaan vastuksella R3. Transistorin ominaisuuksista riippuen on tarpeen valita kokeellisesti vastuksen R3 arvo (sen tulisi olla alueella 270 ... 470 ohmia).

Korkeajännitemuuntajana, joka määrittää myös toimintataajuuden, käytetään television vaakasuuntaista ulostulomuuntajaa (lineaarimuuntaja), jossa on ferriittiytime. Ensiökäämi koostuu 20 ... 40 kierrosta tavanomaista eristettyä lankaa. Toisiokäämiin syntyy erittäin korkea jännite, jota käytät kokeissa.

Virtalähde on hyvin yksinkertainen, se on täysaaltotasasuuntaaja, jossa on alennusmuuntaja. On suositeltavaa käyttää muuntajaa, jonka toisiokäämit tarjoavat jännitteen 20...25 V ja virrat 3...5 A.

Kokoonpano

Luettelo elementeistä on taulukossa. 2.13. Koska kokoonpanovaatimukset eivät ole kovin tiukat, kuvassa 2.64 näyttää asennusmenetelmän asennuskappaleella. Siinä on pieniä osia, kuten vastuksia ja kondensaattoreita, jotka on liitetty toisiinsa pinta-asennuksella.

Taulukko 2.13. Tuoteluettelo

Suuret osat, kuten muuntaja, ruuvataan suoraan koteloon.

Kotelo on parempi tehdä muovista tai puusta.

Riisi. 2.64. Laitteen asennus

Korkeajännitemuuntaja voidaan irrottaa mustavalko- tai väritelevisiosta, joka ei toimi. Jos mahdollista, käytä televisiota, jonka diagonaali on 21 tuumaa tai enemmän: mitä suurempi kineskooppi, sitä enemmän jännitettä television linjamuuntajan tulee tuottaa.

Vastukset R1 ja R2 - lankakäämitty C1 - mikä tahansa kondensaattori, jonka nimellisarvo on 1500 ... 4700 uF.

HV-estogeneraattori (korkeajännitevirtalähde) kokeita varten - voit ostaa sen Internetistä tai tehdä sen itse. Tätä varten emme tarvitse paljon yksityiskohtia ja kykyä työskennellä juotosraudalla.

Sen keräämiseksi tarvitset:

1. Vaakapyyhkäisymuuntaja TVS-110L, TVS-110PTs15 putki-b/w- ja väritelevisioista (mikä tahansa linja)

2. 1 tai 2 kondensaattoria 16-50v - 2000-2200pF

3. 2 vastusta 27Ω ja 270-240Ω

4. 1-transistori 2T808A KT808 KT808A tai vastaava ominaisuuksiltaan. + hyvä jäähdytyselementti jäähdytykseen

5. Johdot

6. Juotosrauta

7. Suorat kädet

Ja niin otamme linjamiehen, puramme sen varovasti, jätämme toissijaisen suurjännitekäämin, joka koostuu useista ohuen langan kierroksista, ferriittisydämen. Kierrämme käämiämme emaloidulla kuparilangalla feriittiytimen toiselle vapaalle puolelle, kun olemme aiemmin tehneet feriitin ympärille paksusta pahvista putken.

Ensimmäinen: 5 kierrosta, joiden halkaisija on noin 1,5-1,7 mm

Toinen: 3 kierrosta noin 1,1 mm halkaisijaltaan

Yleensä paksuutta ja kierrosten lukumäärää voidaan vaihdella. Mikä oli käsillä - siitä ja tehty.

Vastukset ja pari voimakasta bipolaarista npn-transistorit- KT808a ja 2t808a. Hän ei halunnut tehdä patteria - transistorin suuren koon vuoksi, vaikka myöhemmät kokemukset osoittivat, että suuri jäähdytin on ehdottomasti tarpeen.

Kaikkeen tähän virtalähteeksi valitsin 12V muuntajan, voit myös käyttää sitä tavallisesta 12 voltin 7A acc:sta. UPS-a:sta (jännitteen lisäämiseksi lähdössä voit käyttää ei 12 volttia, vaan esimerkiksi 40 volttia, mutta täällä on jo mietittävä transsin hyvää jäähdytystä ja ensiökäämin käännöksiä voidaan tehdä ei 5-3 vaan esimerkiksi 7-5).

Jos aiot käyttää muuntajaa, tarvitset diodisillan virran tasasuuntaamiseen AC:sta tasavirtaan, diodisilta löytyy tietokoneen virtalähteestä, sieltä löytyy myös kondensaattoreita ja vastuksia + johdot.

tuloksena saamme 9-10kV lähtöön.

Laitoin koko rakenteen koteloon virtalähteestä. siitä tuli melko kompakti.

Joten meillä on HV Blocking Generator, jonka avulla voimme kokeilla ja käyttää Tesla Transformeria.

Ennen kuin siirrymme kokoonpanoa varten ehdotetun suurjännitelähteen kuvaukseen, muistutamme, että on noudatettava yleisiä turvaohjeita työskennellessäsi suurilla jännitteillä. Vaikka tämä laite tuottaa erittäin alhaisen lähtövirran, se voi olla vaarallinen ja aiheuttaa melko ikävän ja tuskallisen iskun, jos sitä vahingossa kosketetaan väärässä paikassa. Turvallisuuden kannalta tämä on yksi turvallisimmista suurjännitelähteistä, koska lähtövirta on verrattavissa perinteisiin tainnutusaseisiin. Korkea jännite lähtöliittimissä - tasavirta noin 10-20 kilovolttia, ja jos kytket kipinävälin, saat 15 mm kaaren.

Korkeajännitelähdepiiri

Jännitettä voidaan säätää muuttamalla kertoimen portaiden lukumäärää, jos esimerkiksi haluat sen sytyttää neonlamput - voit käyttää yhtä, jos haluat sytytystulppien toimivan - voit käyttää kahta tai kolmea ja jos haluat tarvitset korkeamman jännitteen - voit käyttää 4, 5 tai enemmän. Vähemmän vaiheita tarkoittaa vähemmän jännitettä, mutta enemmän virtaa, mikä voi lisätä tämän laitteen vaaraa. Se on paradoksi, mutta mitä korkeampi jännite, sitä vähemmän vaikeaa on aiheuttaa vaurioita syötöstä, koska virta putoaa merkityksettömälle tasolle.

Kuinka se toimii

Painikkeen painamisen jälkeen IR-diodi kytkeytyy päälle ja valonsäde osuu optoerottimen anturiin, tämän anturin lähtöresistanssi on noin 50 ohmia, mikä riittää kytkemään 2n2222-transistorin päälle. Tämä transistori syöttää akkuvirtaa ajastimeen 555. Pulssien taajuutta ja toimintajaksoa voidaan säätää muuttamalla vannekomponenttien arvoja. Tässä tapauksessa taajuutta voidaan säätää potentiometrillä. Nämä värähtelyt johdetaan transistorin BD679 kautta, joka vahvistaa virtapulsseja, ensiökäämiin. Vaihtojännite, joka on kasvanut 1000-kertaiseksi, poistetaan toisiosta ja tasataan suurjännitekertojalla.

Osat piirin kokoamiseen

Mikropiiri - mikä tahansa KR1006VI1-sarjan ajastin. Käämille - muuntaja, jonka käämitysvastussuhde on 8 ohmia: 1 kOhm. Ensimmäinen asia, joka on otettava huomioon valittaessa muuntajaa, on koko, sillä niiden kestämä teho on verrannollinen niiden kokoon. Esimerkiksi suuren kolikon koko antaa meille enemmän tehoa kuin pieni muuntaja.

Ensimmäinen asia kelata sitä taaksepäin on poistaa ferriittisydän päästäksesi käsiksi itse kelaan. Useimmissa muuntajissa nämä kaksi osaa on liimattu yhteen, pidä vain muuntajaa pihdeillä sytyttimen päällä varoen sulattamasta muovia. Minuutin kuluttua liiman pitäisi sulaa ja sinun on jaettava se kahteen ytimen osaan.

Muista, että ferriitti on erittäin hauras ja halkeilee melko helposti. Toisiokäämin kelaukseen käytettiin emaloitua kuparilankaa 0,15 mm. Kääriminen lähes täyttökohtaan, jotta myöhemmin riittää vielä yksi kerros paksumpaa 0,3 mm lankaa - tämä on ensisijainen. Siinä pitäisi olla useita kymmeniä kierroksia, noin 100.

Miksi optoerotin on asennettu tähän - se tarjoaa täydellisen galvaanisen eristyksen piiristä, sillä virtapainikkeen, mikropiirin ja suurjänniteosan välillä ei ole sähköistä kosketusta. Jos murtaudut vahingossa virtalähteen korkean jännitteen läpi, olet turvassa.

Optoerottimen tekeminen on erittäin helppoa, aseta mikä tahansa IR-LED ja IR-anturi kutisteputkeen kuvan osoittamalla tavalla. Viimeisenä keinona, jos et halua monimutkaista asioita, poista kaikki nämä elementit ja käytä virtaa oikosulkulla K-E transistori 2N2222.

Huomaa piirin kaksi kytkintä, koska kumpaakin kättä on käytettävä generaattorin aktivoimiseen - tämä on turvallista, mikä vähentää tahattoman aktivoinnin riskiä. Myöskään laitteen ollessa toiminnassa ei saa koskea mihinkään muuhun kuin painikkeisiin.

Jännitekerrointa koottaessa tulee jättää riittävästi tilaa elementtien väliin. Leikkaa kaikki ulkonevat johdot, koska ne voivat johtaa koronapurkauksiin, jotka heikentävät tehokkuutta huomattavasti.

Suosittelemme, että eristät kaikki kertoimen avoimet koskettimet sulateliimalla tai muulla vastaavalla eristemateriaalilla ja kääri se sitten kutisteputkeen tai sähköteippiin. Tämä ei ainoastaan vähennä tahattomien iskojen riskiä, vaan lisää myös piirin tehokkuutta vähentämällä ilmahäviöitä. Lisäksi vakuutuksen vuoksi kertoimen ja generaattorin väliin lisättiin pala vaahtoa.

Virrankulutuksen tulisi olla noin 0,5-1 ampeeria. Jos enemmän, piiri on huonosti konfiguroitu.

HV-generaattorin testaus

Testattiin kahta eri muuntajaa - molemmat erinomaisin tuloksin. Ensimmäisessä oli pienempi ferriittisydän ja siksi pienempi induktanssi, se toimi 2 kHz:n taajuudella ja toisessa noin 1 kHz.

Kun käynnistät ensimmäisen kerran, tarkista ensin, toimiiko NE555-generaattori. Liitä pieni kaiutin jalkaan 3 - kun vaihdat taajuutta, sinun pitäisi kuulla ääntä siitä. Jos kaikki kuumenee hyvin, voit lisätä ensiökäämin vastusta käämimällä sitä ohuemmalla langalla. Ja pieni jäähdytyselementti transistorille on suositeltavaa. Kyllä, ja oikea viritystaajuus on tärkeä tämän ongelman välttämiseksi.

Kaikki tietävät, että alkuperäisessä Teslan resonanssimuuntaja valmistettiin lampulle, mutta elektroniikan kehityksen myötä mittoja oli mahdollista pienentää ja yksinkertaistaa merkittävästi. Tämä laite, jos käytät lampun sijasta tavanomaista KT819-tyyppistä bipolaarista transistoria tai muuta vastaavaa virralla ja teholla. Tietenkin kanssa kenttäefektitransistori tulokset ovat vielä parempia, mutta tämä piiri on suunniteltu niille, jotka ottavat ensimmäisiä askeleitaan korkeajännitegeneraattoreiden kokoamisessa. piirikaavio laite näkyy kuvassa:

Tiedonsiirto- ja keräinkäämit on kääritty 0,5-0,8 mm:n langalla. Otamme minkä tahansa johdon korkeajännitekelaan, jonka paksuus on 0,15-0,3 mm ja noin 1000 kierrosta. Korkeajännitekäämin "kuuma" päähän laitamme juuri sellaisen spiraalin - kaikki on kuin todellisessa Teslassa. Sen versiossa otin virran 10V 1A muuntajasta.

Tietysti 24 V:n ja sitä suuremmalla virtalähteellä koronapurkauksen pituus kasvaa merkittävästi. Toisiokäämin jälkeen on tasasuuntaaja ja 1000uF 25V kondensaattori. Generaattorin transistori käytti KT805IM:ää. arkistossa olevaa järjestelmää varten.