Düşük akımlı yüksek voltaj jeneratörü nasıl monte edilir. Yüksek gerilim jeneratörü. HV jeneratör testi

Bilgiler yalnızca eğitim amaçlı verilmektedir!
Site yöneticisi, verilen bilgilerin kullanılmasının olası sonuçlarından sorumlu değildir.

Jeneratörüm yüksek voltaj (H.V.) Projelerimin çoğunda kullanıyorum ( , ):

Elementler -
1 - anahtar
2 - varistör
3 - E/m girişim bastırma kapasitörü
4 - UPS'ten düşürücü transformatör
5 - radyatördeki doğrultucu (Schottky diyotları)
6 - filtre kapasitörlerinin yumuşatılması
7 - voltaj dengeleyici 10 V
8 - değişken dirençle ayarlanabilen görev döngüsüne sahip dikdörtgen puls üreteci

10 - Radyatöre monte edilmiş, paralel bağlı IRF540 MOSFET'ler
11 - bir monitörden ferrit çekirdek üzerindeki yüksek voltaj bobini
12 - yüksek voltaj çıkışı
13 - elektrik arkı

Kaynak devresi, geri dönüş dönüştürücü devresine dayalı olarak oldukça standarttır ( geri dönüş dönüştürücü):

Giriş devreleri

Varistör aşırı gerilim korumasına hizmet eder:

S- disk varistörü
10 - disk çapı 10 mm
k- hata %10
275 - maks. Alternatif voltaj 275 V

Kapasitör C Jeneratörün güç kaynağı ağında oluşturduğu paraziti azaltır. Parazit bastırma kapasitörü olarak kullanılır X tip.

Sabit voltaj kaynağı

Transformatör - kesintisiz bir güç kaynağından:

Trafo birincil sargısı TR 220 V şebeke voltajına ve ikincil olarak bir köprü doğrultucuya bağlı VD1.

İkincil sargının çıkışındaki etkin voltaj değeri 16 V'tur.

Doğrultucu, bir radyatöre monte edilmiş üç çift Schottky diyot kasasından oluşur - SBL2040CT, SBL1040CT:

SBL 2040 CT- maks. ortalama düzeltilmiş akım 20 A, maks. tepe ters gerilimi 40 V, maks. etkili ters voltaj 28 V
paralel bağlı:
SBL 1040 CT- maks. ortalama düzeltilmiş akım 10 A, maks. tepe ters gerilimi 40 V, maks. etkili ters voltaj 28 V
SBL 1640 - maks. ortalama düzeltilmiş akım 16 A, maks. tepe ters gerilimi 40 V, maks. etkili ters voltaj 28 V

Doğrultucu çıkışındaki titreşimli voltaj, filtre kapasitörleri tarafından yumuşatılır: elektrolitik CapXon C1, C2 50 V voltaj için 10.000 µF kapasiteli ve seramik C3 150 nF kapasiteli. Daha sonra tuşa sabit bir voltaj (20,5 V) verilir ve çıkışı 10 V'luk bir voltaj olan ve puls üretecine güç sağlamaya yarayan bir voltaj dengeleyiciye.

Bir mikro devre üzerine monte edilmiş voltaj dengeleyici IL317:

Gaz kelebeği L ve kapasitör C Gerilim dalgalanmalarını yumuşatmaya yarar.
Işık yayan diyot VD3 bir balast direnci aracılığıyla bağlanır R4, çıkışta voltajın varlığını göstermeye yarar.
Değişken direnç R2çıkış voltajı seviyesini (10 V) ayarlamaya yarar.

Darbe üreteci

Jeneratör bir zamanlayıcıya monte edilmiştir NE555 ve dikdörtgen darbeler üretir. Bu jeneratörün özel bir özelliği, darbelerin görev döngüsünü aşağıdakileri kullanarak değiştirebilme yeteneğidir: değişken direnç R3 frekanslarını değiştirmeden. Darbelerin görev döngüsünden, yani. Transformatörün sekonder sargısındaki voltaj seviyesi, açma ve kapama durumlarının süresi arasındaki orana bağlıdır.

ra = R1+ üst kısım R3
Rb= alt kısım R3 + R2
süre "1" $T1 = 0,67 \cdot Ra \cdot C$
süre "0" $T2 = 0,67 \cdot Rb \cdot C$
dönem $T = T1 + T2$
frekans $f = (1,49 \over ((Ra + Rb)) \cdot C)$

Değişken direnç kaydırıcısını hareket ettirirken R3 toplam direnç ra + Rb = R1 + R2 + R3 değişmez, bu nedenle darbe tekrarlama hızı değişmez, yalnızca arasındaki oran değişir. ra Ve Rb ve sonuç olarak darbelerin görev döngüsü değişir.

Anahtar ve
Jeneratörden gelen darbeler, paralel bağlı iki anahtarla sürücü aracılığıyla kontrol edilir -ah ( - metal oksit yarı iletken alan etkili transistör, MOS transistörü ("metal oksit-yarı iletken"), MOS transistörü ("metal yalıtkan-yarı iletken"), yalıtımlı geçitli alan etkili transistör) IRF540N bu durumda TO-220, devasa bir radyatöre monte edilmiş:

G- deklanşör
D- stoklamak
S- kaynak
Transistör için IRF540N Maksimum drenajdan kaynağa voltaj VDS'ler = 100 volt ve maksimum drenaj akımı kimlik = 33/110 amper. Bu transistörün açık direnci düşüktür RDS(açık) = 44 miliohm. Transistörün açılma voltajı V GS(th) = 4 volt. Çalışma sıcaklığı - kadar 175° C .
Transistörler de kullanılabilir IRFP250N bu durumda TO-247.

Daha güvenilir kontrol için sürücüye ihtiyaç vardır -transistörler. En basit durumda, iki transistörden monte edilebilir ( n-p-n Ve p-n-p):

Direnç R1 açıldığında kapı akımını sınırlar -ah ve bir diyot VD1 kapatıldığında kapı kapasitansının boşalması için bir yol oluşturur.

Yatay tarama transformatörü ("doğrusal") olarak kullanılan yüksek gerilim transformatörünün birincil sargısının devresini kapatır/açar. geri dönüş transformatörü (FBT)) eski bir monitörden Samsung SyncMaster 3Ne:

Monitörün devre şeması yüksek voltaj çıkışını gösterir H.V. hat trafosu T402 (FCO-14AG-42) kineskopun anotuna bağlı CRT1:


Hat transformatöründe reçine ile doldurulmuş ve çıkarılamayan yerleşik diyotlar bulunduğundan, transformatörden yalnızca çekirdeği kullandım.
Böyle bir transformatörün çekirdeği ferritten yapılmıştır ve iki yarıdan oluşur:

Plastik bir aralayıcı kullanarak çekirdekteki doymayı önlemek için ( ara parça) bir hava boşluğu oluşturulur.
İkincil sargıyı çok sayıda (~ 500) dönüşlü ince tel (direnç ~ 34 Ohm) ve birincil sargıyı az sayıda dönüşlü kalın bir tel ile sardım.

Kapatıldığında transformatörün birincil sargısındaki akımdaki ani değişiklikler -a ikincil sargıda yüksek voltaj darbelerini indükler. Bu, birincil sargıdaki akım arttıkça biriken manyetik alan enerjisini tüketir. İkincil sargı uçları, örneğin bir elektrik arkı üretmek için elektrotlara bağlanabilir veya yüksek bir DC voltajı üretmek için bir doğrultucuya bağlanabilir.

Diyot VD1 ve direnç R(aşağılayıcı (aşağılayıcı) zincir), anahtar açıldığında transformatörün birincil sargısındaki kendi kendine indüksiyon voltaj darbesini sınırlar.

Yüksek Gerilim Jeneratör Simülasyonu
Programdaki yüksek gerilim jeneratöründe modelleme işlemlerinin sonuçları LTspice aşağıda sunulmaktadır:

İlk grafik, primer sargıdaki akımın üstel yasaya (1-2) göre nasıl arttığını, ardından anahtarın açıldığı anda aniden nasıl durduğunu (2) göstermektedir.
İkincil sargıdaki voltaj, birincil sargıdaki (1) akımdaki yumuşak artışa hafifçe tepki verir, ancak keskin bir şekilde artar akım kesildiğinde (2). (2-3) aralığı boyunca, birincil sargıda akım yoktur (anahtar kapatılır) ve sonra tekrar artmaya başlar (3).

Güçlü yüksek voltaj jeneratörü (Kirlian aparatı), 220/40000 volt

Jeneratör, önceki projelerde açıklanan elektrotlara uygulanabilen 40.000 V'a ve hatta daha yüksek voltajlara kadar voltaj üretiyor.

Ciddi elektrik çarpmasını önlemek için elektrotta daha kalın bir cam veya plastik plaka kullanılması gerekebilir. Devre güçlü olmasına rağmen çıkış akımı düşüktür, bu da cihazın herhangi bir parçasına temas etmesi halinde ölümcül elektrik çarpması riskini azaltır.

Ancak elektrik çarpması olasılığı göz ardı edilemeyeceğinden, onu kullanırken son derece dikkatli olmalısınız.

Dikkat! Yüksek voltajlar tehlikelidir. Bu devreyle çalışırken son derece dikkatli olun. Bu tür cihazlarla deneyim sahibi olmanız tavsiye edilir.

Jeneratörü Kirlian fotoğrafçılığı (elektrofotografi) deneylerinde ve plazma veya iyonizasyon içeren diğer paranormal deneylerde kullanabilirsiniz.

Devre geleneksel bileşenleri kullanıyor ve yaklaşık 20 W çıkış gücüne sahip.

Aşağıda cihazın bazı özellikleri verilmiştir:

• güç kaynağı voltajı - 117 V veya 220/240 V (AC şebeke);
• çıkış voltajı - 40 kV'a kadar (yüksek voltaj transformatörüne bağlı olarak);
• çıkış gücü - 5 ila 25 W (kullanılan bileşenlere bağlı olarak);
• transistör sayısı - 1;
• çalışma frekansı - 2 ila 15 kHz arası.

Çalışma prensibi

Şekil 2'de gösterilen diyagram. 2.63, çalışma frekansı C3 ve C4 kapasitörleri ve yüksek voltaj transformatörünün birincil sargısının endüktansı tarafından belirlenen tek transistörlü bir jeneratörden oluşur.

Pirinç. 2.63 Kirlian aparatı

Proje, yüksek güçlü bir silikon npn transistörü kullanıyor. Isıyı gidermek için yeterince büyük bir radyatöre monte edilmelidir.

Dirençler R1 ve R2 belirler çıkış gücü, transistör akımını ayarlar. Çalışma noktası R3 direnci tarafından ayarlanır. Transistörün özelliklerine bağlı olarak, R3 direncinin değerinin deneysel olarak seçilmesi gerekir (270...470 Ohm aralığında olmalıdır).

Ferrit çekirdekli TV'nin yatay çıkış transformatörü (yatay transformatör), aynı zamanda çalışma frekansını da belirleyen yüksek voltaj transformatörü olarak kullanılır. Birincil sargı, 20 ila 40 turluk sıradan yalıtımlı telden oluşur. Deneylerde kullanacağınız sekonder sargı üzerinde çok yüksek bir voltaj üretilir.

Güç kaynağı çok basittir; düşürücü transformatörlü tam dalga doğrultucudur. 20...25 V gerilim ve 3...5 A akım sağlayan sekonder sargılı bir transformatör kullanılması tavsiye edilir.

Toplantı

Elementlerin listesi tabloda verilmiştir. 2.13. Montaj gereklilikleri çok katı olmadığından, Şekil 2'de yer almaktadır. Şekil 2.64 bir montaj bloğu kullanılarak kurulum yöntemini göstermektedir. Menteşeli montajla birbirine bağlanan dirençler ve kapasitörler gibi küçük parçalar içerir.

Tablo 2.13. Öğelerin listesi

Transformatör gibi büyük parçalar doğrudan mahfazaya vidalanır.

Gövdeyi plastik veya ahşap yapmak daha iyidir.

Pirinç. 2.64. Cihaz kurulumu

Yüksek voltaj transformatörü, çalışmayan siyah beyaz veya renkli bir TV'den çıkarılabilir. Mümkünse diyagonali 21 inç veya daha büyük olan bir TV kullanın: kineskop ne kadar büyük olursa, TV'nin hat transformatörünün üretmesi gereken voltaj da o kadar büyük olur.

Dirençler R1 ve R2 - tel sargılı C1 - nominal değeri 1500...4700 µF olan herhangi bir kapasitör.

Deneyler için HV blokaj jeneratörü (yüksek voltajlı güç kaynağı) - İnternetten satın alabilir veya kendiniz yapabilirsiniz. Bunu yapmak için çok fazla parçaya ve havya ile çalışma yeteneğine ihtiyacımız yok.

Montajı için ihtiyacınız olan:

1. Tüp siyah beyaz ve renkli TV'lerden (herhangi bir satır tarayıcı) hat tarama transformatörü TVS-110L, TVS-110PTs15

2. 1 veya 2 kapasitör 16-50V - 2000-2200pF

3. 2 direnç 27 Ohm ve 270-240 Ohm

4. 1-Transistör 2T808A KT808 KT808A veya benzeri özellikler. + soğutma için iyi radyatör

5. Teller

6. Havya

7. Düz kollar

Ve böylece astarı alıyoruz, dikkatlice söküyoruz, çok sayıda ince tel dönüşünden, bir ferrit çekirdekten oluşan ikincil yüksek voltaj sargısını bırakıyoruz. Daha önce feritin etrafına kalın kartondan bir tüp yapmış olan sarımlarımızı, ferit çekirdeğin ikinci serbest tarafına emaye bakır tel ile sarıyoruz.

Birincisi: Yaklaşık 1,5-1,7 mm çapında 5 tur

İkincisi: Yaklaşık 1,1 mm çapında 3 tur

Genel olarak kalınlık ve dönüş sayısı farklılık gösterebilir. Elimde olanı yaptım.

Dolapta dirençler ve bir çift güçlü bipolar buldular n-p-n transistörler- KT808a ve 2t808a. Transistörün büyüklüğü nedeniyle bir radyatör yapmak istemedi, ancak daha sonraki deneyimler kesinlikle büyük bir radyatöre ihtiyaç olduğunu gösterdi.

Tüm bunlara güç sağlamak için 12V'luk bir transformatör seçtim; aynı zamanda normal bir 12 volt 7A pille de çalıştırılabilir. bir UPS'ten (çıkış voltajını artırmak için 12 volt değil, örneğin 40 volt sağlayabilirsiniz, ancak burada zaten transın iyi soğutulmasını düşünmeniz gerekir ve birincil sargının dönüşleri 5 değil yapılabilir -3 ama örneğin 7-5).

Transformatör kullanacaksanız, akımı AC'den DC'ye doğrultmak için bir diyot köprüsüne ihtiyacınız olacaktır, diyot köprüsü bilgisayardan gelen güç kaynağında bulunabilir, ayrıca kapasitörler ve dirençler + kabloları da orada bulabilirsiniz.

Sonuç olarak 9-10 kV çıkış elde ediyoruz.

Tüm yapıyı PSU muhafazasına yerleştirdim. Oldukça kompakt olduğu ortaya çıktı.

Yani bize deneyler yapma ve Tesla Transformatörünü çalıştırma fırsatı veren bir HV Engelleme jeneratörümüz var.

Montaj için önerilen yüksek gerilim kaynağının açıklamasına geçmeden önce, yüksek gerilimlerle çalışırken genel güvenlik önlemlerine uyulması gerektiğini hatırlatalım. Her ne kadar bu cihaz son derece düşük bir akım çıkışı üretse de, tehlikeli olabilir ve kazara yanlış yere dokunulduğunda oldukça rahatsız edici ve acı verici bir şoka neden olabilir. Güvenlik açısından bakıldığında, çıkış akımı geleneksel şok tabancalarıyla karşılaştırılabilir olduğundan, bu en güvenli yüksek voltaj kaynaklarından biridir. Çıkış terminallerinde yüksek voltaj - doğru akım yaklaşık 10-20 kilovolt ve bir kıvılcım aralığı bağlarsanız 15 mm'lik bir yay elde edebilirsiniz.

Yüksek gerilim kaynağı devresi

Çarpandaki kademe sayısı değiştirilerek voltaj ayarlanabilir, örneğin neon ışıkları yakmak istiyorsanız bir tane, bujilerin çalışmasını istiyorsanız iki veya üç, daha yüksek bir değer istiyorsanız iki veya üç kullanabilirsiniz. voltaj 4, 5 veya daha fazlasını kullanabilirsiniz. Daha az aşama, daha az voltaj ancak daha fazla akım anlamına gelir ve bu da cihazı daha tehlikeli hale getirebilir. Paradoksal olarak, voltaj ne kadar yüksek olursa, akım ihmal edilebilir seviyelere düştüğünde güçle ilgili hasara neden olmak o kadar az zor olacaktır.

Nasıl çalışır

Düğmeye bastıktan sonra IR diyot açılır ve ışık huzmesi optokuplör sensörüne çarpar, bu sensör yaklaşık 50 ohm'luk bir çıkış direncine sahiptir ve bu, 2n2222 transistörünü açmak için yeterlidir. Bu transistör, 555 zamanlayıcıya güç sağlamak için pil enerjisi sağlar. Darbelerin frekansı ve görev döngüsü, trim bileşenlerinin değerleri değiştirilerek ayarlanabilir. Bu durumda frekans bir potansiyometre kullanılarak ayarlanabilir. Akım darbelerini güçlendiren BD679 transistörü aracılığıyla bu salınımlar birincil bobine girer. 1000 kat artan alternatif voltaj, ikincilden çıkarılır ve bir patlayıcı çarpan ile düzeltilir.

Devrenin montajı için parçalar

Mikro devre, KR1006VI1 serisinin herhangi bir zamanlayıcısıdır. Bobin için - sargı direnci oranı 8 Ohm: 1 kOhm olan bir transformatör. Bir transformatör seçerken göz önünde bulundurulması gereken ilk şey boyuttur, çünkü kaldırabilecekleri güç miktarı boyutlarıyla orantılıdır. Örneğin büyük bir madalyonun boyutu bize küçük bir transformatörden daha fazla enerji verecektir.

Geri sarmak için yapmanız gereken ilk şey, bobinin kendisine erişmek için ferrit çekirdeği çıkarmaktır. Çoğu transformatörde iki parça birbirine yapıştırılmıştır, transformatörü pense ile çakmağın üzerinde tutun, sadece plastiği eritmemeye dikkat edin. Bir dakika sonra tutkal erimeli ve onu çekirdeğin iki parçasına ayırmanız gerekir.

Ferritin çok kırılgan olduğunu ve kolayca çatlayacağını unutmayın. İkincil bobini sarmak için 0,15 mm emaye bakır tel kullanıldı. Neredeyse dolana kadar sarın, böylece daha sonra 0,3 mm'lik daha kalın bir tel katmanı daha yeterli olur - bu birincil olacaktır. Birkaç düzine dönüşe sahip olmalı, yaklaşık 100.

Neden buraya bir optokuplör monte edildi - devreden tam galvanik izolasyon sağlayacak, güç kaynağı düğmesi, mikro devre ve yüksek voltaj kısmı arasında onunla hiçbir elektrik teması olmayacak. Yanlışlıkla yüksek bir güç kaynağı voltajı kırılırsa güvende olursunuz.

Bir optokuplör yapmak çok kolaydır; herhangi bir IR LED'i ve IR sensörünü, resimde gösterildiği gibi ısıyla büzüşen bir tüpün içine yerleştirin. Son çare olarak, eğer işleri daha da karmaşık hale getirmek istemiyorsanız, tüm bu unsurları ortadan kaldırın ve kapatarak güç sağlayın. K-E transistörü 2N2222.

Devredeki iki anahtara dikkat edin; bu, jeneratörü etkinleştirmek için her iki elin de kullanılması gerektiği için yapılır; bu güvenli olacaktır ve kazara etkinleştirme riskini azaltacaktır. Ayrıca cihazı çalıştırırken tuşlar dışında hiçbir şeye dokunmamalısınız.

Gerilim çarpanını monte ederken elemanlar arasında yeterli boşluk bıraktığınızdan emin olun. Verimliliği büyük ölçüde azaltan korona deşarjlarına neden olabileceğinden, çıkıntı yapan kabloları kesin.

Çarpanın açıkta kalan tüm temas noktalarının sıcakta eriyen yapıştırıcı veya benzeri bir yalıtım malzemesiyle yalıtılmasını ve ardından bunları ısıyla büzüşen boru veya elektrik bandıyla sarmanızı öneririz. Bu sadece kazara çarpma riskini azaltmakla kalmayacak, aynı zamanda havadan kaynaklanan kayıpları azaltarak devrenin verimliliğini de artıracaktır. Ayrıca sigorta için çarpan ile jeneratör arasına bir parça köpük eklediler.

Akım tüketimi yaklaşık 0,5-1 amper olmalıdır. Daha fazlaysa, devrenin kötü yapılandırılmış olduğu anlamına gelir.

HV jeneratör testi

İki farklı transformatör test edildi; her ikisi de mükemmel sonuçlar verdi. Birincisi daha küçük bir ferrit çekirdeğe sahipti ve bu nedenle daha az endüktansa sahipti, 2 kHz frekansında, diğeri ise yaklaşık 1 kHz'de çalışıyordu.

İlk çalıştırmada öncelikle NE555 jeneratörünün çalışıp çalışmadığını kontrol edin. 3. ayağa küçük bir hoparlör bağlayın; frekans değiştikçe ondan gelen sesi duymalısınız. Her şey çok ısınırsa, birincil sargının direncini daha ince bir tel ile sararak artırabilirsiniz. Ve transistör için küçük bir soğutucu tavsiye edilir. Bu sorunu önlemek için frekansın doğru ayarlanması önemlidir.

Herkes orijinal Tesla rezonans transformatörünün bir lamba üzerinde yapıldığını biliyor, ancak elektroniğin gelişmesiyle birlikte boyutları önemli ölçüde azaltmak ve basitleştirmek mümkün hale geldi bu cihazın, bir lamba yerine KT819 tipi geleneksel bir bipolar transistör veya akım ve güç açısından benzer bir şey kullanıyorsanız. Tabii ki alan etkili transistör sonuçlar daha da iyi olacak ancak bu devre, yüksek voltaj jeneratörlerinin montajında ​​ilk adımlarını atanlar için tasarlandı. Şematik diyagram cihaz şekilde gösterilmektedir:

İletişim ve toplayıcı bobinler 0,5-0,8 mm tel ile sarılır. Yüksek gerilim bobini için 0,15-0,3 mm kalınlığında ve yaklaşık 1000 dönüşlü herhangi bir teli alıyoruz. Yüksek voltaj sargısının "sıcak" ucuna böyle bir spiral yerleştiriyoruz - her şey gerçek bir Tesla'daki gibidir. Benim versiyonumda gücü 10V 1A transformatörden aldım.

Elbette 24V ve üzeri güç kaynağıyla korona deşarjının uzunluğu önemli ölçüde artacaktır. İkincil sargıdan sonra bir doğrultucu ve 1000uF 25V kapasitör bulunur. Jeneratörün transistörü KT805IM kullanıldı. arşivdeki diyagram için.

Ve şimdi bitmiş tasarımın ve deşarjın kendisinin bir fotoğrafı: