дома › Интернет › Како да соберете високонапонски генератор со мала струја. Високонапонски генератор. Тестирање на генератор на ВН

Како да соберете високонапонски генератор со мала струја. Високонапонски генератор. Тестирање на генератор на ВН

Информациите се дадени само за едукативни цели!
Администраторот на страницата не е одговорен за можните последици од користењето на дадените информации.

Мојот генератор висок напон (Х.В.) Јас користам во многу мои проекти ( , ):

Елементи -
1 - прекинувач
2 - варистор
3 - E/m кондензатор за потиснување на пречки
4 - трансформатор за спуштање од UPS-от
5 - исправувач (Шотки диоди) на радијаторот
6 - кондензатори на филтер за измазнување
7 - стабилизатор на напон 10 V
8 - правоаголен генератор на импулси со работен циклус прилагодлив со променлив отпорник

10 - IRF540 MOSFET поврзани паралелно, монтирани на радијатор
11 - високонапонска калем на феритно јадро од монитор
12 - излез на висок напон
13 - електричен лак

Колото на изворот е сосема стандардно, засновано на колото на конверторот за превртување ( Летај Назад конвертор):

Влезни кола

Варистор служи за заштита од пренапон:

С- варистор на дискот
10 - дијаметар на дискот 10 mm
К- грешка 10%
275 - макс. AC напон 275 V

Кондензатор Вги намалува пречките што ги создава генераторот во мрежата за напојување. Се користи како кондензатор за потиснување на пречки Xтип.

Извор на постојан напон

Трансформатор - од непрекинато напојување:

Примарно намотување на трансформаторот Трприклучен на мрежен напон 220 V, а секундарниот на исправувач на мост VD1.

Ефективната вредност на напонот на излезот на секундарното намотување е 16 V.

Исправувачот е составен од три случаи на двојни Шотки диоди монтирани на радијатор - SBL2040CT, SBL1040CT:

SBL 2040 Ц.Т.- макс. просечна исправена струја 20 А, макс. врвен обратен напон 40 V, макс. ефективен обратен напон 28 V
поврзани паралелно:
SBL 1040 Ц.Т.- макс. просечна исправена струја 10 А, макс. врвен обратен напон 40 V, макс. ефективен обратен напон 28 V
SBL 1640 - макс. просечна исправена струја 16 А, макс. врвен обратен напон 40 V, макс. ефективен обратен напон 28 V

Пулсирачкиот напон на излезот на исправувачот се измазнува со кондензатори на филтерот: електролитски CapXon C1, C2со капацитет од 10.000 µF за напон од 50 V и керамика C3со капацитет од 150 nF. Потоа константен напон (20,5 V) се испорачува на клучот и до стабилизатор на напон, чиј излез е напон од 10 V, кој служи за напојување на генераторот на импулси.

Стабилизатор на напон составен на микроспој IL317:

Гас Ли кондензатор Вслужат за измазнување на брановите на напонот.
Диоди кои емитуваат светлина VD3поврзан преку отпорник на баласт R4, служи за означување на присуството на напон на излезот.
Променлив отпорник R2служи за прилагодување на нивото на излезен напон (10 V).

Генератор на импулси

Генераторот е составен на тајмер NE555и произведува правоаголни импулси. Посебна карактеристика на овој генератор е способноста да се промени работниот циклус на импулсите што се користат променлив отпорник R3, без промена на нивните фреквенции. Од работниот циклус на импулсите, т.е. Нивото на напон на секундарното намотување на трансформаторот зависи од односот помеѓу времетраењето на состојбите на вклучување и исклучување.

Ра = R1+ горниот дел R3
Rb= долен дел R3 + R2
времетраење „1“ $T1 = 0,67 \cdot Ra \cdot C$
времетраење „0“ $T2 = 0,67 \cdot Rb \cdot C$
период $T = T1 + T2 $
фреквенција $f = (1,49 \над ((Ra + Rb)) \cdot C)$

При поместување на лизгачот на променливиот отпорник R3вкупен отпор Ра + Rb = R1 + R2 + R3не се менува, затоа стапката на повторување на пулсот не се менува, туку само односот помеѓу РаИ Rb, и, следствено, работниот циклус на импулсите се менува.

Клучот и
Импулсите од генераторот се контролираат преку двигателот со клуч на два паралелно поврзани -ах ( - транзистор со ефект на поле од метал-оксид-полупроводник, MOS транзистор („метал-оксид-полупроводник“), MOS транзистор („метал-изолатор-полупроводник“), транзистор со ефект на поле со изолирана порта) IRF540Nво случајот ТО-220, монтиран на масивен радијатор:

Г- затворач
Д- акции
С- извор
За транзистор IRF540NМаксималниот напон од одводот до изворот е VDS = 100 волти, и максималната струја на одвод Јас Д = 33/110 засилувачи. Овој транзистор има низок отпор RDS (вклучено) = 44 милиоми. Напонот за отворање на транзистор е V GS(ти) = 4 волти. Работна температура - до 175° В .
Може да се користат и транзистори IRFP250Nво случајот ТО-247.

Возачот е потребен за посигурна контрола -транзистори. Во наједноставен случај, може да се состави од два транзистори ( n-p-nИ p-n-p):

Отпорник R1ја ограничува струјата на портата кога е вклучена -ах, и диода VD1создава патека за празнење на капацитетот на портата кога е исклучен.

Го затвора/отвора колото на примарното намотување на високонапонскиот трансформатор, кој се користи како хоризонтален трансформатор за скенирање („линеарен“ летачки трансформатор (FBT)) од стар монитор Samsung SyncMaster 3Ne:

Дијаграмот на колото на мониторот го покажува излезот на висок напон Х.В.линиски трансформатор T402 (FCO-14AG-42), поврзан со анодата на кинескопот CRT1:

Од трансформаторот го користев само јадрото, бидејќи линискиот трансформатор има вградени диоди кои се полни со смола и не се вадат.
Јадрото на таков трансформатор е направено од ферит и се состои од две половини:

За да се спречи заситеноста во јадрото со користење на пластичен разделник ( разделник) се создава воздушен јаз.
Секундарното намотување го навивав со голем број (~ 500) вртења на тенка жица (отпорност ~ 34 Ом), а примарното намотување со дебела жица со мал број вртења.

Ненадејни промени во струјата во примарното намотување на трансформаторот кога е исклучен -а индуцира високонапонски импулси во секундарното намотување. Ова ја троши енергијата на магнетното поле акумулирана како што се зголемува струјата во примарното намотување. Секундарните кабли за намотување можат или да се поврзат со електроди за да се произведе електричен лак, на пример, или да се поврзат со исправувач за да се произведе висок DC напон.

Диода VD1и отпорник Р(немав (да се фрли)синџир) ограничете го пулсот на самоиндукција на напонот на примарното намотување на трансформаторот кога прекинувачот е отворен.

Симулација на генератор на висок напон
Резултати од процесите на моделирање во високонапонски генератор во програмата LTspiceсе претставени подолу:

Првиот графикон покажува како струјата во примарното намотување се зголемува според експоненцијалниот закон (1-2), а потоа нагло застанува во моментот кога прекинувачот се отвора (2).
Напонот на секундарното намотување малку реагира на непреченото зголемување на струјата во примарното намотување (1), но нагло се зголемувакога струјата е прекината (2). За време на интервалот (2-3), нема струја во примарното намотување (клучот е исклучен), а потоа повторно почнува да се зголемува (3).

Моќен високонапонски генератор (апарат Kirlian), 220/40000 волти

Генераторот произведува напони до 40.000 V, па дури и повисоки, што може да се примени на електродите опишани во претходните проекти.

Можеби е неопходно да се користи подебела стакло или пластична плоча во електродата за да се избегне сериозен електричен удар. Иако колото е моќно, неговата излезна струја е мала, што го намалува ризикот од фатален удар доколку дојде во контакт со кој било дел од уредот.

Сепак, треба да бидете исклучително внимателни кога ракувате со него, бидејќи не може да се исклучи можноста од струен удар.

Внимание! Високите напони се опасни. Бидете исклучително внимателни кога работите со ова коло. Препорачливо е да имате искуство со такви уреди.

Можете да го користите генераторот во експерименти со Кирлијанова фотографија (електрофотографија) и други паранормални експерименти, како што се оние кои вклучуваат плазма или јонизација.

Колото користи конвенционални компоненти и има излезна моќност од околу 20 W.

Подолу се дадени некои карактеристики на уредот:

напон на напојување - 117 V или 220/240 V (AC мрежа);
излезен напон - до 40 kV (во зависност од високонапонскиот трансформатор);
излезна моќност - од 5 до 25 W (во зависност од употребените компоненти);
број на транзистори - 1;
работна фреквенција - од 2 до 15 kHz.

Принцип на работа

Дијаграмот прикажан на сл. 2.63, се состои од генератор со еден транзистор, чија работна фреквенција е одредена од кондензаторите C3 и C4 и индуктивноста на примарното намотување на високонапонскиот трансформатор.

Ориз. 2,63 Кирлијан апарат

Проектот користи силиконски npn транзистор со висока моќност. За да се отстрани топлината, треба да се монтира на доволно голем радијатор.

Отпорниците R1 и R2 одредуваат излезна моќност, поставувајќи ја струјата на транзисторот. Нејзината работна точка е поставена со отпорник R3. Во зависност од карактеристиките на транзисторот, потребно е експериментално да се избере вредноста на отпорникот R3 (треба да биде во опсег од 270...470 Ом).

Хоризонталниот излезен трансформатор на телевизорот (хоризонтален трансформатор) со феритно јадро се користи како високонапонски трансформатор, кој ја одредува и работната фреквенција. Примарната намотка се состои од 20...40 вртења на обична изолирана жица. На секундарното намотување се генерира многу висок напон, кој ќе го користите во експериментите.

Напојувањето е многу едноставно, тоа е исправувач со целосен бран со трансформатор што се намалува. Се препорачува да се користи трансформатор со секундарни намотки кои обезбедуваат напон од 20...25 V и струи од 3...5 А.

Собрание

Списокот на елементи е даден во табелата. 2.13. Бидејќи барањата за склопување не се многу строги, на Сл. Слика 2.64 го прикажува методот на инсталација со помош на блок за монтирање. Содржи мали делови, како што се отпорници и кондензатори, меѓусебно поврзани со монтажа на шарки.

Табела 2.13. Список на елементи

Големите делови, како што е трансформаторот, се навртуваат директно на куќиштето.

Подобро е телото да се направи пластика или дрво.

Ориз. 2.64. Инсталација на уредот

Високонапонскиот трансформатор може да се отстрани од црно-бел или телевизор во боја што не работи. Ако е можно, користете телевизор со дијагонала од 21 инчи или поголема: колку е поголем кинескопот, толку е поголем напонот што треба да генерира линискиот трансформатор на телевизорот.

Отпорници R1 и R2 - жичен C1 - кој било кондензатор со номинална вредност од 1500...4700 µF.

Генератор за блокирање HV (високонапонско напојување) за експерименти - можете да го купите на Интернет или да го направите сами. За да го направите ова, не ни требаат многу делови и можност за работа со рачка за лемење.

За да го склопите ви треба:

1. Трансформатор за линиско скенирање TVS-110L, TVS-110PTs15 од б/в цевка и телевизори во боја (било кој линиски скенер)

2. 1 или 2 кондензатори 16-50V - 2000-2200pF

3. 2 отпорници 27 Ом и 270-240 Ом

4. 1-Транзистор 2T808A KT808 KT808A или слични карактеристики. + добар радијатор за ладење

5. Жици

6. Рачка за лемење

7. Прави раце

И така, ја земаме поставата, внимателно ја расклопуваме, ја оставаме секундарната високонапонска ликвидација, составена од многу вртења на тенка жица, феритно јадро. Намотките ги навиваме со емајлирана бакарна жица на втората слободна страна на феритното јадро, откако претходно направивме цевка околу феритот од густ картон.

Прво: 5 вртења приближно 1,5-1,7 mm во дијаметар

Второ: 3 вртења со дијаметар од приближно 1,1 mm

Во принцип, дебелината и бројот на вртења може да варираат. Го направив она што ми беше при рака.

Во плакарот нашле отпорници и пар моќни биполарни n-p-n транзистори- KT808a и 2t808a. Не сакаше да прави радијатор - поради големата големина на транзисторот, иако подоцнежното искуство покажа дека дефинитивно е потребен голем радијатор.

За да го напојувам сето ова, избрав трансформатор од 12 V, може да се напојува и од обична батерија од 12 волти 7А. од UPS-от (за да го зголемите излезниот напон, можете да напојувате не 12 волти, туку, на пример, 40 волти, но тука веќе треба да размислите за добро ладење на трансот, а вртењата на примарното намотување може да се направат не 5 -3 но 7-5 на пример).

Ако сакате да користите трансформатор, ќе ви треба диоден мост за да ја исправите струјата од AC во DC, диодниот мост може да се најде во напојувањето од компјутерот, исто така можете да најдете кондензатори и отпорници + жици таму.

Како резултат на тоа, добиваме излез од 9-10 kV.

Ја поставив целата структура во куќиштето на PSU. Се покажа дека е доста компактно.

Значи, имаме генератор за блокирање на HV кој ни дава можност да спроведеме експерименти и да го стартуваме Tesla Transformer.

Пред да продолжиме со описот на изворот на висок напон предложен за склопување, да ве потсетиме на потребата да се почитуваат општите безбедносни мерки при работа со високи напони. Иако овој уред произведува екстремно ниска струја, тој може да биде опасен и ќе предизвика прилично непријатен и болен шок доколку случајно се допре на погрешно место. Од безбедносна гледна точка, ова е еден од најбезбедните високонапонски извори, бидејќи излезната струја е споредлива со онаа на конвенционалните пиштоли за зашеметување. Висок напон на излезните терминали - еднонасочна струјаоколу 10-20 киловолти, а ако поврзете јаз од искра, можете да добиете лак од 15 мм.

Коло за извор на висок напон

Напонот може да се прилагоди со менување на бројот на фази во мултипликаторот, на пример ако сакате да запали неонски светла можете да користите едно, ако сакате свеќички да работат можете да користите две или три, а ако сакате повисоки напон можете да го користите 4. 5 или повеќе. Помалку фази значи помал напон, но повеќе струја, што може да го направи уредот поопасен. Парадоксално, колку е поголем напонот, толку помалку ќе биде тешко да се предизвика штета поврзана со напојувањето бидејќи струјата паѓа на занемарливи нивоа.

Како работи

По притискање на копчето, IR диодата се вклучува и светлосниот зрак удира во сензорот на оптоспојувачот, овој сензор има излезна отпорност од околу 50 оми, што е доволно за вклучување на транзисторот 2n2222. Овој транзистор ја снабдува батеријата со енергија за напојување на тајмерот 555. Фреквенцијата и циклусот на работа на импулсите може да се прилагодат со менување на рејтингот на компонентите за украсување. Во овој случај, фреквенцијата може да се прилагоди со помош на потенциометар. Овие осцилации, преку транзисторот BD679, кој ги засилува тековните импулси, влегуваат во примарниот калем. Наизменичниот напон зголемен за 1000 пати се отстранува од секундарниот и се коригира со експлозивен мултипликатор.

Делови за склопување на колото

Микроциркулацијата е кој било тајмер од серијата KR1006VI1. За серпентина - трансформатор со сооднос на отпорност на ликвидација од 8 Ohm: 1 kOhm. Првото нешто што треба да се земе предвид при изборот на трансформатор е големината, бидејќи количината на моќност со која можат да се справат е пропорционална на нивната големина. На пример, големината на голема паричка ќе ни даде повеќе енергија од мал трансформатор.

Првото нешто што треба да направите за да го премотате е да го отстраните јадрото на феритот за да пристапите до самата калем. Кај повеќето трансформатори, двата дела се залепени, само држете го трансформаторот со клешти над запалка, само внимавајте да не се стопи пластиката. По една минута, лепилото треба да се стопи и треба да го скршите на два дела од јадрото.

Имајте на ум дека феритот е многу кршлив и прилично лесно пука. За намотување на секундарниот калем, користена е емајлирана бакарна жица од 0,15 mm. Намотување до речиси целосно, така што подоцна има доволно за уште еден слој подебела жица 0,3 mm - ова ќе биде основно. Треба да има неколку десетици вртења, околу 100.

Зошто е инсталиран оптоспојувач овде - тој ќе обезбеди целосна галванска изолација од колото; нема да има електричен контакт со него помеѓу копчето за напојување, микроспојот и високонапонскиот дел. Ако случајно пробие висок напон за напојување, ќе бидете безбедни.

Многу е лесно да се направи оптоспојувач; вметнете кој било IR LED и IR сензор во цевка што се собира со топлина, како што е прикажано на сликата. Како последно средство, ако не сакате да ги комплицирате работите, отстранете ги сите овие елементи и напојувајте ја со затворање К-Е транзистор 2N2222.

Забележете ги двата прекинувачи во колото, ова е направено затоа што секоја рака мора да се користи за активирање на генераторот - ова ќе биде безбедно и го намалува ризикот од случајно активирање. Исто така, додека ракувате со уредот, не треба да допирате ништо друго освен копчињата.

Кога го склопувате мултипликаторот на напон, не заборавајте да оставите доволно растојание помеѓу елементите. Исечете ги сите испакнати водови бидејќи тие можат да предизвикаат испуштања од корона што значително ја намалуваат ефикасноста.

Препорачуваме да ги изолирате сите изложени контакти на мултипликаторот со топло топено лепило или друг сличен изолационен материјал, а потоа да ги завиткате во термо смалувачка цевка или електрична лента. Ова не само што ќе го намали ризикот од случајни удари, туку ќе ја подобри и ефикасноста на колото со намалување на загубите преку воздухот. Исто така, за осигурување додадоа парче пена помеѓу мултипликаторот и генераторот.

Тековната потрошувачка треба да биде приближно 0,5-1 ампер. Ако повеќе, тоа значи дека колото е лошо конфигурирано.

Тестирање на генератор на ВН

Беа тестирани два различни трансформатори - и двата со одлични резултати. Првиот имаше помало феритно јадро и затоа помала индуктивност, работеше на фреквенција од 2 kHz, а другиот околу 1 kHz.

Кога стартувате за прв пат, прво проверете го генераторот NE555 за да видите дали работи. Поврзете мал звучник на ногата 3 - треба да слушнете звук што доаѓа од него додека се менува фреквенцијата. Ако сè стане многу жешко, можете да го зголемите отпорот на примарното намотување со намотување со потенка жица. И се препорачува мал ладилник за транзистор. И правилната фреквенција на подесување е важна за да се избегне овој проблем.

Секој знае дека во оригиналот резонантниот трансформатор на Tesla бил направен на светилка, но со развојот на електрониката стана можно значително да се намалат и поедностават димензиите на овој уред, ако наместо светилка користите конвенционален биполарен транзистор од типот KT819 или друг сличен по струја и моќност. Се разбира со транзистор со ефект на полерезултатите ќе бидат уште подобри, но ова коло е наменето за оние кои ги прават првите чекори во склопување на високонапонски генератори. Шематски дијаграмуредот е прикажан на сликата:

Комуникацијата и колекторските намотки се намотани со жица од 0,5-0,8 mm. За високонапонска намотка земаме која било жица со дебелина од 0,15-0,3 mm и приближно 1000 вртења. На „жешкиот“ крај на високонапонското намотување поставуваме таква спирала - сè е како во вистинска Тесла. Во мојата верзија, напојував од трансформатор од 10V 1A.

Се разбира, со напојување од 24V и повисоко, должината на празнењето на короната значително ќе се зголеми. По секундарното намотување има исправувач и 1000uF 25V кондензатор. Транзисторот за генераторот беше користен KT805IM. за дијаграмот во архивата.