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저전류로 고전압 발전기를 조립하는 방법. 고전압 발생기. HV 발전기 테스트

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내 발전기 높은 전압 (H.V.) 나는 많은 프로젝트( , )에서 다음을 사용합니다.

요소 -
1 - 스위치
2 - 배리스터
3 - E/m 간섭 억제 커패시터
4 - UPS의 강압 변압기
5 - 라디에이터의 정류기(쇼트키 다이오드)
6 - 평활화 필터 커패시터
7 - 전압 안정기 10V
8 - 가변 저항기로 듀티 사이클을 조정할 수 있는 직사각형 펄스 발생기

10 - 병렬로 연결된 IRF540 MOSFET, 라디에이터에 장착
11 - 모니터의 페라이트 코어에 있는 고전압 코일
12 - 고전압 출력
13 - 전기 아크

소스 회로는 플라이백 컨버터 회로( 플라이백 변환기):

입력 회로

배리스터 과전압 보호 역할을 합니다.

에스- 디스크 배리스터
10 - 디스크 직경 10mm
케이- 오류 10%
275 - 최대. AC 전압 275V

콘덴서 씨전원 공급 장치 네트워크의 발전기에서 발생하는 간섭을 줄입니다. 간섭 억제 커패시터로 사용됩니다. 엑스유형.

정전압 소스

변압기 - 무정전 전원 공급 장치에서:

변압기 1차 권선 Tr주전원 전압 220V에 연결되고 2차는 브리지 정류기에 연결됨 VD1.

2차 권선 출력의 유효 전압 값은 16V입니다.

정류기는 라디에이터에 장착된 듀얼 쇼트키 다이오드 3개 케이스로 조립됩니다. SBL2040CT, SBL1040CT:

SBL 2040 C.T.- 최대. 평균 정류 전류 20A, 최대 피크 역전압 40V, 최대 유효 역전압 28V
병렬로 연결:
SBL 1040 C.T.- 최대. 평균 정류 전류 10A, 최대 피크 역전압 40V, 최대 유효 역전압 28V
SBL 1640 - 최대. 평균 정류 전류 16A, 최대 피크 역전압 40V, 최대 유효 역전압 28V

정류기 출력의 맥동 전압은 필터 커패시터에 의해 평활화됩니다. 캡슨 C1, C2 50V 전압 및 세라믹에 대해 10,000μF 용량 C3 150nF의 용량을 가지고 있습니다. 그런 다음 키에 일정한 전압(20.5V)이 공급됩니다. 그리고 출력이 10V인 전압 안정기로 펄스 발생기에 전력을 공급하는 역할을 합니다.

마이크로 회로에 조립된 전압 안정기 IL317:

조절판 엘및 커패시터 씨전압 리플을 완화하는 역할을 합니다.
발광 다이오드 VD3안정기 저항을 통해 연결됨 R4, 출력에 전압이 있음을 나타내는 역할을 합니다.
가변 저항기 R2출력 전압 레벨(10V)을 조정하는 역할을 합니다.

펄스 발생기

발전기는 타이머에 조립됩니다. NE555직사각형 펄스를 생성합니다. 이 발생기의 특별한 특징은 다음을 사용하여 펄스의 듀티 사이클을 변경할 수 있다는 것입니다. 가변 저항기 R3, 주파수를 변경하지 않고. 펄스의 듀티 사이클로부터, 즉 변압기 2차 권선의 전압 레벨은 스위치 켜짐 상태와 꺼짐 상태의 지속 시간 비율에 따라 달라집니다.

라 = R1+ 윗부분 R3
Rb= 하단 부분 R3 + R2
기간 "1" $T1 = 0.67 \cdot Ra \cdot C$
기간 "0" $T2 = 0.67 \cdot Rb \cdot C$
기간 $T = T1 + T2$
주파수 $f = (1.49 \over ((Ra + Rb)) \cdot C)$

가변저항 슬라이더를 움직일 때 R3총 저항 라 + Rb = R1 + R2 + R3변경되지 않으므로 펄스 반복률은 변경되지 않고 펄스 사이의 비율만 변경됩니다. 라그리고 Rb, 결과적으로 펄스의 듀티 사이클이 변경됩니다.

열쇠와
발전기의 펄스는 병렬로 연결된 두 개의 키에 의해 드라이버를 통해 제어됩니다. -아( - 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터, MOS 트랜지스터("금속-산화물-반도체"), MOS 트랜지스터("금속-절연체-반도체"), 절연 게이트가 있는 전계 효과 트랜지스터) IRF540N경우에 TO-220, 거대한 라디에이터에 장착:

G- 셔터
디- 재고
에스- 원천
트랜지스터용 IRF540N최대 드레인-소스 전압은 다음과 같습니다. VDS = 100볼트및 최대 드레인 전류 ID = 33/110암페어. 이 트랜지스터는 온 저항이 낮습니다. RDS(켜짐) = 44밀리옴. 트랜지스터 개방 전압은 VGS(일) = 4볼트. 작동 온도 - 최대 175° 씨 .
트랜지스터도 사용할 수 있습니다. IRFP250N경우에 TO-247.

보다 안정적인 제어를 위해서는 드라이버가 필요합니다. -트랜지스터. 가장 간단한 경우에는 두 개의 트랜지스터로 조립할 수 있습니다( n-p-n그리고 p-n-p):

저항기 R1켜져 있을 때 게이트 전류를 제한합니다. -아, 그리고 다이오드도요 VD1전원이 꺼졌을 때 게이트 커패시턴스가 방전되는 경로를 생성합니다.

수평 스캔 변압기로 사용되는 고전압 변압기의 1차 권선 회로를 닫거나 엽니다("선형 스캔", 플라이백 변압기 (FBT)) 오래된 모니터에서 삼성 싱크마스터 3Ne:

모니터의 회로도는 고전압 출력을 보여줍니다. H.V.라인 트랜스포머 T402 (FCO-14AG-42), 키네스코프의 양극에 연결됨 CRT1:

라인 트랜스포머에는 수지로 채워져 제거할 수 없는 다이오드가 내장되어 있기 때문에 트랜스포머에서는 코어만 사용했습니다.
이러한 변압기의 코어는 페라이트로 만들어지며 두 부분으로 구성됩니다.

플라스틱 스페이서( 스페이서) 에어 갭이 생성됩니다.
나는 2차 권선을 많은 수(~500)의 얇은 와이어(저항 ~ 34옴)로 감았고, 1차 권선을 적은 수의 두꺼운 와이어로 감았습니다.

전원이 꺼졌을 때 변압기의 1차 권선 전류의 급격한 변화 - 2차 권선에 고전압 펄스를 유도합니다. 이는 1차 권선의 전류가 증가함에 따라 축적된 자기장 에너지를 소비합니다. 예를 들어 2차 권선 리드는 전극에 연결되어 전기 아크를 생성하거나 정류기에 연결되어 높은 DC 전압을 생성할 수 있습니다.

다이오드 VD1그리고 저항기 아르 자형(스 너버 (스너버)체인) 스위치가 열릴 때 변압기의 1차 권선에서 자체 유도 전압 펄스를 제한합니다.

고전압 발생기 시뮬레이션
프로그램 내 고전압 발생기의 모델링 프로세스 결과 LT스파이스아래에 제시되어 있습니다:

첫 번째 그래프는 지수 법칙(1-2)에 따라 1차 권선의 전류가 어떻게 증가하다가 스위치가 열리는 순간(2) 갑자기 멈추는지 보여줍니다.
2차 권선의 전압은 1차 권선(1)의 원활한 전류 증가에 약간 반응하지만 급격히 증가하다전류가 차단될 때 (2). 간격(2-3) 동안 1차 권선에 전류가 없으며(키가 꺼짐) 다시 증가하기 시작합니다(3).

강력한 고전압 발생기(Kirlian 장치), 220/40000V

발전기는 이전 프로젝트에서 설명한 전극에 적용할 수 있는 최대 40,000V 이상의 전압을 생성합니다.

심각한 감전을 방지하려면 전극에 더 두꺼운 유리나 플라스틱 판을 사용해야 할 수도 있습니다. 회로는 강력하지만 출력 전류가 낮아 장치의 어떤 부분과 접촉하더라도 치명적인 감전의 위험을 줄여줍니다.

그러나 감전의 가능성도 배제할 수 없으므로 취급 시 각별히 주의해야 합니다.

주목! 고전압은 위험합니다. 이 회로로 작업할 때는 각별히 주의하십시오. 그러한 장치에 대한 경험을 갖는 것이 좋습니다.

Kirlian 사진(전자 사진) 실험과 플라즈마 또는 이온화와 관련된 기타 초자연적 실험에 발전기를 사용할 수 있습니다.

이 회로는 기존 구성 요소를 사용하며 약 20W의 출력 전력을 갖습니다.

다음은 장치의 몇 가지 특성입니다.

전원 공급 장치 전압 - 117V 또는 220/240V(AC 주 전원)
출력 전압 - 최대 40kV(고전압 변압기에 따라 다름)
출력 전력 - 5 ~ 25W (사용되는 구성 요소에 따라 다름)
트랜지스터 수 - 1;
작동 주파수 - 2 ~ 15kHz.

작동 원리

그림에 표시된 다이어그램. 2.63은 단일 트랜지스터 생성기로 구성되며 작동 주파수는 커패시터 C3 및 C4와 고전압 변압기의 1차 권선 인덕턴스에 의해 결정됩니다.

쌀. 2.63 키를리안 장치

이 프로젝트는 고전력 실리콘 npn 트랜지스터를 사용합니다. 열을 제거하려면 충분히 큰 라디에이터에 장착해야 합니다.

저항 R1과 R2는 다음을 결정합니다. 출력 파워, 트랜지스터 전류를 설정합니다. 동작점은 저항 R3에 의해 설정됩니다. 트랜지스터의 특성에 따라 저항 R3의 값을 실험적으로 선택해야 합니다(270...470 Ohms 범위에 있어야 함).

페라이트 코어가 장착된 TV의 수평 출력 트랜스(수평 트랜스)는 고전압 트랜스로 사용되며 동작 주파수도 결정됩니다. 1차 권선은 일반 절연 전선의 20~40회전으로 구성됩니다. 실험에 사용할 2차 권선에는 매우 높은 전압이 생성됩니다.

전원 공급 장치는 매우 간단하며 강압 변압기를 갖춘 전파 정류기입니다. 20~25V의 전압과 3~5A의 전류를 제공하는 2차 권선이 있는 변압기를 사용하는 것이 좋습니다.

집회

요소 목록은 표에 나와 있습니다. 2.13. 조립 요구 사항은 그리 엄격하지 않기 때문에 그림 1과 같습니다. 그림 2.64는 마운팅 블록을 사용한 설치 방법을 보여줍니다. 여기에는 힌지 장착으로 상호 연결된 저항기 및 커패시터와 같은 작은 부품이 포함되어 있습니다.

표 2.13. 요소 목록

변압기와 같은 대형 부품은 하우징에 직접 나사로 고정됩니다.

몸체를 플라스틱이나 나무로 만드는 것이 좋습니다.

쌀. 2.64. 장치 설치

고전압 변압기는 작동하지 않는 흑백 또는 컬러 TV에서 제거할 수 있습니다. 가능하다면 대각선이 21인치 이상인 TV를 사용하십시오. 키네스코프가 클수록 TV의 라인 변압기가 생성해야 하는 전압도 더 커집니다.

저항기 R1 및 R2 - 권선 C1 - 공칭 값이 1500~4700μF인 모든 커패시터.

실험용 HV 차단 발생기(고전압 전원 공급 장치) - 인터넷에서 구입하거나 직접 만들 수 있습니다. 이를 위해서는 많은 부품과 납땜 인두를 사용할 수 있는 능력이 필요하지 않습니다.

그것을 조립하려면 다음이 필요합니다.

1. 튜브 흑백 및 컬러 TV의 라인 스캔 변압기 TVS-110L, TVS-110PTs15(모든 라인 스캐너)

2. 1개 또는 2개의 커패시터 16-50V - 2000-2200pF

3. 27Ω 및 270-240Ω 저항기 2개

4. 1-트랜지스터 2T808A KT808 KT808A 또는 유사한 특성. + 냉각에 좋은 라디에이터

5. 전선

6. 납땜 인두

7. 곧은 팔

그래서 우리는 라이너를 가져와 조심스럽게 분해하고 여러 번 감은 얇은 와이어, 페라이트 코어로 구성된 2차 고전압 권선을 남겨 둡니다. 우리는 이전에 두꺼운 판지로 페라이트 주위에 튜브를 만든 후 페라이트 코어의 두 번째 자유면에 에나멜 구리선으로 권선을 감았습니다.

첫 번째: 직경 약 1.5-1.7mm의 5회전

두 번째: 직경 약 1.1mm 3회전

일반적으로 두께와 회전 수는 다를 수 있습니다. 나는 손에 있는 것을 만들었습니다.

옷장에서 그들은 저항기와 한 쌍의 강력한 양극을 발견했습니다. n-p-n 트랜지스터- KT808a 및 2t808a. 그는 트랜지스터의 크기가 크기 때문에 라디에이터를 만들고 싶지 않았지만 나중에 경험에 따르면 큰 라디에이터가 확실히 필요하다는 것이 밝혀졌습니다.

이 모든 것에 전력을 공급하기 위해 저는 12V 변압기를 선택했는데, 일반 12V 7A 배터리로도 전력을 공급받을 수 있습니다. UPS에서 (출력 전압을 높이려면 12V가 아닌 40V를 공급할 수 있지만 여기서는 이미 트랜스의 적절한 냉각에 대해 생각해야 하며 1차 권선의 회전을 5가 아닌 것으로 만들 수 있습니다) -3이지만 7-5(예:).

변압기를 사용하려면 AC에서 DC로 전류를 정류하기 위해 다이오드 브리지가 필요합니다. 다이오드 브리지는 컴퓨터의 전원 공급 장치에서 찾을 수 있으며 커패시터와 저항기 + 전선도 찾을 수 있습니다.

결과적으로 9-10kV 출력을 얻습니다.

전체 구조를 PSU 하우징에 배치했습니다. 그것은 매우 컴팩트한 것으로 밝혀졌습니다.

그래서 우리는 실험을 수행하고 Tesla Transformer를 실행할 수 있는 기회를 제공하는 HV 차단 생성기를 보유하고 있습니다.

조립을 위해 제안된 고전압 소스에 대한 설명으로 넘어가기 전에 고전압 작업 시 일반적인 안전 예방 조치를 준수해야 함을 상기시켜 드리겠습니다. 이 장치는 극히 낮은 전류 출력을 생성하지만 위험할 수 있으며 실수로 잘못된 위치에 닿으면 다소 불쾌하고 고통스러운 충격을 유발할 수 있습니다. 안전의 관점에서 볼 때 이는 출력 전류가 기존 전기 충격기와 비슷하기 때문에 가장 안전한 고전압 소스 중 하나입니다. 출력 단자의 고전압 - 직류약 10-20킬로볼트이고 스파크 갭을 연결하면 15mm의 아크를 얻을 수 있습니다.

고전압 소스 회로

전압은 배율기의 단계 수를 변경하여 조정할 수 있습니다. 예를 들어 네온 조명을 켜려면 하나를 사용할 수 있고, 스파크 플러그를 작동하려면 두 개 또는 세 개를 사용할 수 있으며, 더 높은 단계를 원할 경우 전압은 4. 5 이상을 사용할 수 있습니다. 스테이지 수가 적다는 것은 전압은 적지만 전류는 많아진다는 뜻이며, 이는 장치를 더욱 위험하게 만들 수 있습니다. 역설적이게도 전압이 높을수록 전류가 무시할 수 있는 수준으로 떨어지기 때문에 전력 관련 손상을 일으키는 것이 덜 어려워집니다.

작동 원리

버튼을 누르면 IR 다이오드가 켜지고 광선이 옵토커플러 센서에 도달합니다. 이 센서의 출력 저항은 약 50옴으로 2n2222 트랜지스터를 켜기에 충분합니다. 이 트랜지스터는 555 타이머에 전원을 공급하기 위해 배터리 에너지를 공급합니다. 펄스의 주파수와 듀티 사이클은 트림 구성 요소의 정격을 변경하여 조정할 수 있습니다. 이 경우 전위차계를 사용하여 주파수를 조정할 수 있습니다. 전류 펄스를 증폭하는 BD679 트랜지스터를 통한 이러한 진동은 1차 코일로 들어갑니다. 1000배 증가된 교류 전압은 2차측에서 제거되고 폭발 배율기에 의해 정류됩니다.

회로 조립용 부품

초소형 회로는 KR1006VI1 시리즈의 타이머입니다. 코일의 경우 권선 저항 비율이 8Ω: 1kΩ인 변압기. 변압기를 선택할 때 가장 먼저 고려해야 할 사항은 크기입니다. 처리할 수 있는 전력량은 크기에 비례하기 때문입니다. 예를 들어, 큰 동전 크기는 작은 변압기보다 더 많은 에너지를 제공합니다.

되감기 위해 가장 먼저 해야 할 일은 코일 자체에 접근하기 위해 페라이트 코어를 제거하는 것입니다. 대부분의 변압기에서는 두 부분이 서로 접착되어 있습니다. 라이터 위에 펜치로 변압기를 잡고 플라스틱이 녹지 않도록 주의하세요. 1분 후에 접착제가 녹아서 코어의 두 부분으로 나누어야 합니다.

페라이트는 매우 부서지기 쉽고 아주 쉽게 균열이 발생한다는 점을 명심하십시오. 2차 코일을 권선하기 위해 0.15mm 에나멜 동선을 사용하였다. 거의 가득 찰 때까지 감아서 나중에 0.3mm의 더 두꺼운 와이어의 또 다른 레이어에 충분할 수 있도록 합니다. 이것이 기본이 됩니다. 수십 회전, 약 100회전이 되어야 합니다.

여기에 광커플러가 설치된 이유는 회로로부터 완전한 갈바닉 절연을 제공하며 전원 공급 장치 버튼, 미세 회로 및 고전압 부품 사이에 전기적 접촉이 없기 때문입니다. 만약 높은 전원전압이 실수로 뚫려도 안전합니다.

광커플러를 만드는 것은 매우 쉽습니다. 그림과 같이 IR LED와 IR 센서를 열수축 튜브에 삽입합니다. 최후의 수단으로 문제를 복잡하게 만들고 싶지 않다면 이러한 요소를 모두 제거하고 전원을 공급하십시오. K-E 트랜지스터 2N2222.

회로에 두 개의 스위치가 있다는 점에 유의하십시오. 이는 발전기를 활성화하려면 각 손을 사용해야 하기 때문에 수행됩니다. 이렇게 하면 안전하고 우발적인 활성화 위험이 줄어듭니다. 또한, 기기를 조작하는 중에는 버튼 이외의 어떤 것도 만져서는 안 됩니다.

전압 증배기를 조립할 때 요소 사이에 충분한 간격을 두십시오. 효율성을 크게 저하시키는 코로나 방전을 일으킬 수 있으므로 튀어나온 리드를 다듬습니다.

멀티플라이어의 노출된 모든 접점을 핫멜트 접착제 또는 기타 유사한 절연 재료로 절연한 다음 열수축 튜브나 전기 테이프로 감싸는 것이 좋습니다. 이는 우발적인 충격의 위험을 줄일 뿐만 아니라 공기를 통한 손실을 줄여 회로의 효율성을 향상시킵니다. 또한 보험을 위해 승수와 생성기 사이에 폼 조각을 추가했습니다.

전류 소비량은 약 0.5-1A여야 합니다. 그 이상이면 회로 구성이 잘못되었음을 의미합니다.

HV 발전기 테스트

두 가지 다른 변압기를 테스트했는데 둘 다 우수한 결과를 얻었습니다. 첫 번째는 페라이트 코어가 더 작아서 인덕턴스가 더 적으며 2kHz의 주파수에서 작동하고 다른 하나는 약 1kHz에서 작동합니다.

처음 시작할 때 먼저 NE555 발전기가 작동하는지 확인하십시오. 작은 스피커를 다리 3에 연결합니다. 주파수가 변하면서 스피커에서 나오는 소리를 들을 수 있습니다. 모든 것이 매우 뜨거워지면 더 얇은 와이어로 권선을 감아 1차 권선의 저항을 높일 수 있습니다. 그리고 트랜지스터용 소형 방열판을 권장합니다. 그리고 이 문제를 피하려면 올바른 튜닝 주파수가 중요합니다.

원래 Tesla 공진 변압기는 램프 위에 만들어졌다는 것을 누구나 알고 있지만, 전자 장치의 발전으로 크기를 크게 줄이고 단순화하는 것이 가능해졌습니다. 이 장치의, 램프 대신 KT819 유형의 기존 바이폴라 트랜지스터 또는 전류 및 전력이 유사한 다른 트랜지스터를 사용하는 경우. 물론 전계 효과 트랜지스터결과는 훨씬 더 좋을 것이지만 이 회로는 고전압 발전기를 조립하는 첫 단계를 수행하는 사람들을 위해 설계되었습니다. 개략도장치는 그림에 표시됩니다:

통신 및 컬렉터 코일은 0.5-0.8mm 와이어로 감겨 있습니다. 고전압 코일의 경우 두께가 0.15-0.3mm이고 약 1000회 감은 와이어를 사용합니다. 고전압 권선의 "뜨거운"끝 부분에 이러한 나선형을 배치합니다. 모든 것이 실제 Tesla와 같습니다. 내 버전에서는 10V 1A 변압기에서 전원을 공급 받았습니다.