Visokonapetostni generatorji s kapacitivnimi hranilniki energije. Visokonapetostni generatorji s kapacitivnimi hranilniki energije Priključitev visokonapetostnih gorivnih elementov

HV blokirni generator (visokonapetostni napajalnik) za poskuse - lahko ga kupite na internetu ali naredite sami. Za to ne potrebujemo veliko delov in sposobnosti dela s spajkalnikom.

Če ga želite sestaviti, potrebujete:

1. Transformator linijskega skeniranja TVS-110L, TVS-110PTs15 iz cevnih črno-belih in barvnih televizorjev (poljubni linijski skener)

2. 1 ali 2 kondenzatorja 16-50V - 2000-2200pF

3. 2 upora 27 Ohm in 270-240 Ohm

4. 1-tranzistor 2T808A KT808 KT808A ali podobne značilnosti. + dober radiator za hlajenje

5. Žice

6. Spajkalnik

7. Ravne roke

In tako vzamemo podlogo, jo previdno razstavimo, pustimo sekundarno visokonapetostno navitje, sestavljeno iz številnih obratov tanke žice, feritnega jedra. Naša navitja z emajlirano bakreno žico navijemo na drugo prosto stran feritnega jedra, pri čemer smo okoli ferita predhodno naredili cev iz debelega kartona.

Prvič: 5 zavojev s premerom približno 1,5-1,7 mm

Drugič: 3 zavoji s premerom približno 1,1 mm

Na splošno sta lahko debelina in število zavojev različna. Naredil sem kar je bilo pri roki.

V omari so bili najdeni upori in par močnih bipolarnih npn tranzistorjev - KT808a in 2t808a. Radiatorja ni želel izdelati - zaradi velikosti tranzistorja, čeprav so kasnejše izkušnje pokazale, da je velik radiator vsekakor potreben.

Za napajanje vsega tega sem izbral 12V transformator, napaja se lahko tudi iz navadne 12V baterije 7A. iz UPS-a (za povečanje izhodne napetosti lahko napajate ne 12 voltov, ampak na primer 40 voltov, vendar tukaj že morate razmišljati o dobrem hlajenju transa, zavoje primarnega navitja pa lahko naredite ne 5 -3, ampak na primer 7-5).

Če boš uporabljal transformator, boš potreboval diodni most za usmerjanje toka iz AC v DC, diodni most najdeš v napajalniku iz računalnika, tam najdeš tudi kondenzatorje in upore + žice.

Kot rezultat dobimo izhod 9-10 kV.

Celotno strukturo sem postavil v ohišje PSU. Izkazalo se je precej kompaktno.

Imamo torej generator HV Blocking, ki nam daje možnost izvajanja poskusov in zagona Teslovega transformatorja.

Doma ni težko sestaviti visokonapetostnega generatorja, v tem članku si bomo ogledali preprosto vezje samooscilatorja, katerega značilnosti so preprostost in visoka izhodna moč.

Avtooscilator je samovzbujajoč sistem s povratno zvezo, ki zagotavlja vzdrževanje nihanj. V takem sistemu sta frekvenca in oblika nihanj določena z lastnostmi samega sistema in ju ne določajo zunanji parametri.

Diagram naprave je predstavljen spodaj:

Naprava je potisno-vlečni samogeneracijski pretvornik. Tranzistorji na polju VT1, VT2 se izmenično vklopijo, na primer, če je tranzistor VT1 vklopljen, se napetost na njegovem odtoku zmanjša, dioda VD4 se odpre, s čimer se zmanjša napetost na vratih tranzistorja VT2, kar preprečuje njegovo odpiranje. Zaščitne diode VD2, VD3 ščitijo vrata tranzistorjev pred prenapetostjo. Oblika impulzov na transformatorju T1 je blizu sinusne.

Glavni element vezja je visokonapetostni transformator T1. Najbolj primerni so linearni transformatorji (TVS) iz cevnih črno-belih televizorjev sovjetske proizvodnje. Magnetno jedro takih transformatorjev je feritno in je sestavljeno iz dveh delov v obliki črke U. Visokonapetostno sekundarno navitje je praviloma izdelano v obliki trdne plastične tuljave, ki se nahaja ločeno od bloka primarnih navitij. Uporabil sem magnetno jedro iz linijskega transformatorja TVS-110L4 (magnetna prepustnost 3000NM), odstranil pa sem visokonapetostno navitje iz transformatorja TVS-110LA. Prvotno primarno navitje je treba razstaviti in naviti novo iz emajlirane bakrene žice premera 2 mm, skupaj 12 ovojev s pipo iz sredine (6+6). Pri montaži je potrebno med dele magnetnega vezja v obliki črke U na stičišču položiti kartonske distančnike debeline približno 0,5 mm, da se zmanjša nasičenost magnetnega vezja.

Induktor L1 je navit na feritno magnetno jedro v obliki črke W, 40-60 obratov emajlirane bakrene žice s premerom 1,5 mm, med spoji magnetnega jedra je položeno tesnilo debeline 0,5 mm. Kot jedro lahko uporabimo feritne obroče ali del magnetnega vezja vodoravnega transformatorja v obliki črke U.

Kondenzator C3 je sestavljen iz 6 vzporedno povezanih kondenzatorjev znamke K78-2 0,1 μm x 1000V, ki so zelo primerni za delovanje v visokofrekvenčnih tokokrogih. Bolje je namestiti upore R1, R2 z močjo najmanj 2 W. Visokofrekvenčne diode VD4, VD5 je mogoče zamenjati s HER202, HER303 (FR202,303).

Za napajanje naprave je primeren nestabiliziran napajalnik z napetostjo 24-36V in močjo 400-600W. Uporabljam transformator OSM-1 (skupna moč 1 kW) z navitim sekundarnim navitjem 36V.

Električni oblok se vžge z razdalje 2-3 mm med sponkami visokonapetostnega navitja, kar približno ustreza napetosti 6-9 kV. Lok se izkaže za vročega, debelega in se razteza do 10 cm. Daljši kot je lok, večji je tok, porabljen iz vira energije. V mojem primeru je največji tok dosegel 12-13A pri napajalni napetosti 36V. Za doseganje takšnih rezultatov potrebujete močan vir energije, v tem primeru je to najpomembnejše.

Zaradi jasnosti sem naredil "Jacobovo lestev" iz dveh debelih bakrenih žic, na dnu je razdalja med vodniki 2 mm, to je potrebno, da pride do električnega razpada, zgoraj se vodniki razhajajo, dobimo črko "V" , na dnu se vžge oblok, se segreje in dvigne navzgor, kjer se prekine. Dodatno sem namestil majhno svečo pod točko največjega približevanja vodnikov, da bi olajšal pojav okvare. Spodnji video prikazuje proces premikanja obloka vzdolž vodnikov.

Z napravo lahko opazujete koronsko razelektritev, ki nastane v zelo nehomogenem polju. Za to sem iz folije izrezala črke in sestavila besedno zvezo Radiolaba, ki sem ju položila med dve stekleni plošči in dodatno položila tanko bakreno žico za električni stik vseh črk. Nato se plošče položijo na list folije, ki je priključen na enega od priključkov visokonapetostnega navitja, drugi priključek je povezan s črkami, posledično se okoli črk pojavi modrikasto vijoličen sij in pojavi se močan vonj po ozonu. Rez folije je oster, kar prispeva k nastanku ostro nehomogenega polja, kar povzroči koronsko razelektritev.

Ko enega od priključkov navitja približate varčni sijalki, lahko opazite neenakomeren sij žarnice; tukaj električno polje okoli priključka povzroči gibanje elektronov v s plinom napolnjenem balonu svetilke. Elektroni nato bombardirajo atome in jih prevedejo v vzbujena stanja; ob prehodu v normalno stanje se oddaja svetloba.

Edina pomanjkljivost naprave je nasičenost magnetnega kroga vodoravnega transformatorja in njegovo močno segrevanje. Preostali elementi se rahlo segrejejo, tudi tranzistorji se rahlo segrejejo, kar je pomembna prednost, vendar jih je bolje namestiti na hladilno telo. Mislim, da bo tudi novi radioamater, če bo želel, lahko sestavil ta samooscilator in izvajal poskuse z visoko napetostjo.

Iz tega članka se boste naučili, kako z lastnimi rokami pridobiti visoko napetost, visoko frekvenco. Stroški celotne strukture ne presegajo 500 rubljev, z minimalnimi stroški dela.

Za izdelavo boste potrebovali le 2 stvari: - energetsko varčno svetilko (glavna stvar je, da obstaja delujoč balastni krog) in linijski transformator iz televizorja, monitorja in druge CRT opreme.

Energijsko varčne sijalke (pravilno ime: kompaktna fluorescenčna sijalka) so že trdno uveljavljene v našem vsakdanjem življenju, zato mislim, da ne bo težko najti svetilke z nedelujočo žarnico, vendar z delujočim balastnim krogom.
Elektronska predstikalna naprava CFL ustvarja visokofrekvenčne napetostne impulze (običajno 20-120 kHz), ki napajajo majhen povečevalni transformator itd. lučka zasveti. Sodobne predstikalne naprave so zelo kompaktne in se zlahka prilegajo v podnožje vtičnice E27.

Predstikalna naprava proizvaja napetost do 1000 voltov. Če namesto žarnice priklopite omrežni transformator, lahko dosežete neverjetne učinke.

Malo o kompaktnih fluorescentnih sijalkah

Bloki v diagramu:
1 - usmernik. Pretvori izmenično napetost v enosmerno.
2 - tranzistorji, povezani v skladu s potisnim vezjem (push-pull).
3 - toroidni transformator
4 - resonančno vezje kondenzatorja in induktorja za ustvarjanje visoke napetosti
5 - fluorescenčna sijalka, ki jo bomo zamenjali s podlogo

CFL se proizvajajo v najrazličnejših močeh, velikostih in oblikah. Večja kot je moč žarnice, višjo napetost je treba uporabiti za žarnico. V tem članku sem uporabil 65 W CFL.

Večina CFL ima enako zasnovo vezja. In vsi imajo 4 nožice za priklop fluorescenčne sijalke. Izhod balasta bo treba povezati s primarnim navitjem omrežnega transformatorja.

Malo o linijskih transformatorjih

Podloge so tudi različnih velikosti in oblik.

Glavna težava pri priključitvi linijskega čitalnika je najti 3 pine, ki jih potrebujemo od 10-20, ki jih običajno imajo. En terminal je skupen, nekaj drugih terminalov pa je primarno navitje, ki se oprime balasta CFL.
Če najdete dokumentacijo za oblogo ali shemo opreme, kjer je bila, bo vaša naloga bistveno lažja.

Pozor! Podloga lahko vsebuje preostalo napetost, zato jo pred delom izpraznite.

Končna zasnova

Na zgornji fotografiji lahko vidite napravo v delovanju.

In ne pozabite, da je to stalna napetost. Debela rdeča bucika je plus. Če potrebujete izmenično napetost, morate diodo odstraniti iz obloge ali poiskati staro brez diode.

Možne težave

Ko sem sestavil svoje prvo visokonapetostno vezje, je takoj delovalo. Potem sem uporabil balast iz 26-vatne svetilke.
Takoj sem si želela več.

Vzel sem močnejši balast iz CFL in natančno ponovil prvo vezje. Toda shema ni delovala. Mislil sem, da je balast pregorel. Ponovno sem priključil žarnice in jih prižgal. Lučka se je prižgala. To pomeni, da ni šlo za balast – delovalo je.

Po premisleku sem prišel do zaključka, da bi morala elektronika predstikalne naprave določiti filament žarnice. In uporabil sem samo 2 zunanja terminala na žarnici svetilke, notranje pa sem pustil "v zraku". Zato sem med zunanjo in notranjo balastno sponko postavil upor. Prižgal sem in vezje je začelo delovati, vendar je upor hitro pregorel.

Namesto upora sem se odločil uporabiti kondenzator. Dejstvo je, da kondenzator prehaja samo izmenični tok, medtem ko upor prehaja tako izmenični kot enosmerni tok. Prav tako se kondenzator ni segrel, ker dajal malo upora na AC pot.

Kondenzator je deloval odlično! Izkazalo se je, da je lok zelo velik in debel!

Torej, če vaše vezje ne deluje, sta najverjetneje dva razloga:
1. Nekaj je bilo napačno priključeno, na strani predstikalne naprave ali na strani transformatorja.
2. Elektronika predstikalne naprave je vezana na delo z žarilno nitko in od takrat Če ga ni, ga bo zamenjal kondenzator.

Zadevna naprava ustvarja električne razelektritve z napetostjo okoli 30 kV, zato bodite pri sestavljanju, namestitvi in nadaljnji uporabi izredno previdni. Tudi po izklopu vezja nekaj napetosti ostane v napetostnem množilniku.

Ta napetost seveda ni usodna, lahko pa vklopljen množilnik predstavlja življenjsko nevarnost. Upoštevajte vse varnostne ukrepe.

Zdaj pa se lotimo posla. Za pridobitev visokopotencialnih razelektritev so bile uporabljene komponente iz linijskega skeniranja sovjetske televizije. Želel sem ustvariti preprost in močan visokonapetostni generator, ki ga napaja 220-voltno omrežje. Tak generator je bil potreben za eksperimente, ki jih redno izvajam. Moč generatorja je precej visoka, na izhodu množitelja izpusti dosežejo do 5-7 cm,

Za napajanje linijskega transformatorja je bil uporabljen balast LDS, ki se je prodajal ločeno in je stal 2 USD.

Ta predstikalna naprava je zasnovana za napajanje dveh fluorescenčnih sijalk, vsaka po 40 vatov. Za vsak kanal izhajajo iz plošče 4 žice, od katerih bomo dve imenovali "vroče", saj skozi njih teče visoka napetost za napajanje svetilke. Preostali dve žici sta med seboj povezani s kondenzatorjem, to je potrebno za zagon svetilke. Na izhodu predstikalne naprave se ustvari visoka napetost z visoko frekvenco, ki jo je treba uporabiti za linijski transformator. Napetost se napaja zaporedno preko kondenzatorja, sicer bo balast v nekaj sekundah izgorel.

Izberemo kondenzator z napetostjo 100-1500 voltov, kapaciteto od 1000 do 6800pF.
Generatorja ni priporočljivo vklopiti dlje časa ali namestiti tranzistorje na hladilna telesa, saj po 5 sekundah delovanja že pride do povišanja temperature.

Uporabljen je bil linijski transformator tipa TVS-110PTs15, multiplikator napetosti UN9/27-1 3.

Seznam radioelementov

Imenovanje	Vrsta	Denominacija	Količina	Moja beležka
	Shema pripravljenega balasta.
VT1, VT2	Bipolarni tranzistor	FJP13007	2	V beležnico
VDS1, VD1, VD2	Usmerniška dioda	1N4007	6	V beležnico
C1, C2		10 µF 400 V	2	V beležnico
C3, C4	Elektrolitski kondenzator	2,2 µF 50 V	2	V beležnico
C5, C6	Kondenzator	3300 pF 1000 V	2	V beležnico
R1, R6	upor	10 ohmov	2	V beležnico
R2, R4	upor	510 kOhm	2	V beležnico
R3, R5	upor	18 ohmov	2	V beležnico
	Induktor		4	V beležnico
F1	Varovalka	1 A	1	V beležnico
	Dodatni elementi.
C1	Kondenzator	1000-6800 pF	1	V beležnico
	Transformator linearnega skeniranja	TVS-110PTs15	1	V beležnico
	Množitelj napetosti	ZN 9/27-13	1

Pozor! Multiplikator proizvaja zelo visoko enosmerno napetost! To je res nevarno, zato bodite izjemno previdni in upoštevajte varnostne ukrepe, če se odločite za ponovitev. Po poskusih je treba izhod množitelja izprazniti! Namestitev lahko enostavno uniči opremo, digitalno fotografira samo od daleč in izvaja poskuse stran od računalnika in drugih gospodinjskih aparatov.

Ta naprava je logičen zaključek teme o uporabi linijskega transformatorja TVS-110LA in posplošitev teme članka in foruma.

Nastala naprava je našla uporabo v različnih poskusih, kjer je potrebna visoka napetost. Končni diagram naprave je prikazan na sliki 1

Vezje je zelo preprosto in je običajni blokirni generator. Brez visokonapetostne tuljave in množilnika se lahko uporablja tam, kjer je potrebna visoka izmenična napetost s frekvenco več deset Hz, na primer za napajanje LDS ali za testiranje podobnih svetilk. Višja izmenična napetost se doseže z visokonapetostnim navitjem. Za pridobitev visoke enosmerne napetosti se uporablja množitelj UN9-27.

Sl.1 Shematski diagram.