Det er ikke svært at samle en højspændingsgenerator derhjemme; i denne artikel vil vi se på et simpelt selvoscillatorkredsløb, hvis karakteristiske træk er enkelhed og høj udgangseffekt.
En selvoscillator er et selvspændende system med feedback, som igen sikrer opretholdelsen af svingninger. I et sådant system er frekvensen og formen af oscillationer bestemt af egenskaberne for selve systemet og er ikke specificeret af eksterne parametre.
Enhedsdiagrammet er præsenteret nedenfor: 
Enheden er en push-pull selvgenererende konverter. Felteffekttransistorer VT1, VT2 tændes skiftevis, for eksempel, hvis transistor VT1 er tændt, falder spændingen ved dens afløb, diode VD4 åbner, hvorved spændingen ved porten til transistor VT2 falder, hvilket forhindrer den i at åbne. Beskyttelsesdioder VD2, VD3 beskytter transistors porte mod overspænding. Formen af pulserne på transformer T1 er tæt på sinusformet.
Hovedelementet i kredsløbet er højspændingstransformatoren T1. Lineære transformatorer (TVS) fra sovjetisk-fremstillede rør sort-hvide tv'er er bedst egnede. Den magnetiske kerne af sådanne transformere er ferrit og består af to U-formede dele. Højspændingssekundærviklingen er lavet i form af en solid plastspole, som regel placeret separat fra blokken af primærviklinger. Jeg brugte en magnetisk kerne fra en TVS-110L4 linjetransformer (magnetisk permeabilitet 3000NM), og fjernede højspændingsviklingen fra en TVS-110LA transformer. Den originale primærvikling skal afmonteres og en ny vikles af emaljeret kobbertråd med en diameter på 2 mm, i alt 12 vindinger med tap fra midten (6+6). Under samlingen, mellem de U-formede dele af det magnetiske kredsløb, ved krydset, er det nødvendigt at lægge papafstandsstykker, ca. 0,5 mm tykke, for at reducere mætning af det magnetiske kredsløb.
Induktor L1 er viklet på en ferit W-formet magnetisk kerne, 40-60 vindinger emaljeret kobbertråd med en diameter på 1,5 mm, en 0,5 mm tyk pakning lægges mellem samlingerne af den magnetiske kerne. Ferritringe eller den U-formede del af magnetkredsløbet i en vandret transformator kan bruges som en kerne.
Kondensator C3 består af 6 parallelforbundne kondensatorer af mærket K78-2 0,1 μm x 1000V, de er velegnede til drift i højfrekvente kredsløb. Det er bedre at installere modstande R1, R2 med en effekt på mindst 2W. Højfrekvente dioder VD4, VD5 kan udskiftes med HER202, HER303 (FR202,303).
For at drive enheden er en ustabiliseret strømforsyning med en spænding på 24-36V og en effekt på 400-600W egnet. Jeg bruger en OSM-1 transformer (samlet effekt 1 kW) med en tilbagespolet sekundær vikling på 36V.
Den elektriske lysbue antændes fra en afstand på 2-3 mm mellem højspændingsviklingens terminaler, hvilket omtrent svarer til en spænding på 6-9 kV. Buen viser sig at være varm, tyk og strækker sig op til 10 cm. Jo længere lysbuen er, desto større strøm forbruges fra strømkilden. I mit tilfælde nåede den maksimale strøm 12-13A ved en forsyningsspænding på 36V. For at opnå sådanne resultater har du brug for en kraftfuld strømkilde, i dette tilfælde er dette af primær betydning.
For klarhedens skyld lavede jeg en "Jacobs stige" af to tykke kobbertråde, i bunden er afstanden mellem lederne 2 mm, dette er nødvendigt for at der opstår et elektrisk sammenbrud, over lederne divergerer, bogstavet "V" opnås , en lysbue antændes i bunden, varmes op og rejser sig, hvor den brækker af. Jeg installerede desuden et lille stearinlys under punktet med maksimal tilgang af lederne for at lette forekomsten af sammenbrud. Videoen nedenfor demonstrerer processen med buebevægelse langs lederne.
Ved hjælp af enheden kan du observere en koronaudladning, der opstår i et meget inhomogent felt. For at gøre dette skar jeg bogstaver ud fra folie og komponerede sætningen Radiolaba, placerede dem mellem to glasplader og lagde desuden en tynd kobbertråd til elektrisk kontakt af alle bogstaver. Dernæst placeres pladerne på et ark folie, som er forbundet til en af terminalerne på højspændingsviklingen, den anden terminal er forbundet med bogstaverne, som et resultat, vises en blåviolet glød omkring bogstaverne og der opstår en stærk ozonlugt. Foliesnittet er skarpt, hvilket bidrager til dannelsen af et skarpt inhomogent felt, hvilket resulterer i en koronaudladning.
Når en af de snoede terminaler bringes tæt på en energibesparende lampe, kan man se en ujævn glød af lampen, her forårsager det elektriske felt omkring terminalen bevægelse af elektroner i lampens gasfyldte pære. Elektronerne bombarderer til gengæld atomerne og overfører dem til exciterede tilstande; ved overgang til normaltilstand udsendes lys.
Den eneste ulempe ved enheden er mætning af det magnetiske kredsløb af den vandrette transformator og dens stærke opvarmning. De resterende elementer opvarmes lidt, selv transistorerne opvarmes lidt, hvilket er en vigtig fordel, men det er bedre at installere dem på en køleplade. Jeg tror, at selv en nybegynder radioamatør, hvis det ønskes, vil være i stand til at samle denne selvoscillator og udføre eksperimenter med højspænding.
Fra denne artikel lærer du, hvordan du får højspænding, høj frekvens med dine egne hænder. Omkostningerne ved hele strukturen overstiger ikke 500 rubler, med et minimum af arbejdsomkostninger.
For at lave det har du kun brug for 2 ting: - en energibesparende lampe (det vigtigste er, at der er et fungerende ballastkredsløb) og en linjetransformer fra et tv, skærm og andet CRT-udstyr.
Energisparelamper (korrekt navn: kompakt lysstofrør) er allerede solidt etableret i vores hverdag, så jeg tror ikke, det bliver svært at finde en lampe med en ikke-fungerende pære, men med en fungerende ballastkreds.
CFL elektronisk ballast genererer højfrekvente spændingsimpulser (normalt 20-120 kHz), som driver en lille step-up transformer osv. lampen lyser. Moderne forkoblinger er meget kompakte og passer nemt ind i bunden af E27-sokkelen.
Lampens forkobling producerer spænding op til 1000 volt. Hvis du tilslutter en linjetransformer i stedet for en pære, kan du opnå fantastiske effekter.
Lidt om kompaktlysstofrør
Blokke i diagrammet:
1 - ensretter. Den konverterer vekselspænding til jævnspænding.
2 - transistorer forbundet i henhold til push-pull-kredsløbet (push-pull).
3 - ringformet transformer
4 - resonanskredsløb af en kondensator og induktor for at skabe højspænding
5 - fluorescerende lampe, som vi vil erstatte med en liner
CFL'er produceres i en bred vifte af kræfter, størrelser og formfaktorer. Jo større lampeeffekt, jo højere spænding skal pæren påføres. I denne artikel brugte jeg en 65 Watt CFL.
De fleste CFL'er har samme type kredsløbsdesign. Og de har alle 4 ben til at forbinde en lysstofrør. Det vil være nødvendigt at forbinde ballastudgangen til linjetransformatorens primære vikling.
Lidt om linjetransformere
Liners kommer også i forskellige størrelser og former.
Hovedproblemet ved tilslutning af en linjelæser er at finde de 3 ben vi skal bruge ud af de 10-20 de normalt har. En terminal er fælles, og et par andre terminaler er den primære vikling, som vil klæbe til CFL-ballasten.
Hvis du kan finde dokumentation for foringen, eller et diagram over udstyret, hvor det plejede at stå, så bliver din opgave væsentligt nemmere.
Opmærksomhed! Foringen kan indeholde restspænding, så sørg for at aflade den, før du arbejder med den.
Endeligt design
På billedet ovenfor kan du se enheden i drift.
Og husk, at dette er konstant spænding. Den tykke røde nål er et plus. Hvis du har brug for vekselspænding, så skal du fjerne dioden fra foringen, eller finde en gammel uden diode.
Mulige problemer
Da jeg samlede mit første højspændingskredsløb, virkede det med det samme. Så brugte jeg ballast fra en 26-watt lampe.
Jeg ville straks have mere.
Jeg tog en kraftigere ballast fra en CFL og gentog det første kredsløb nøjagtigt. Men ordningen virkede ikke. Jeg troede, at ballasten var brændt ud. Jeg tilsluttede pærerne igen og tændte dem. Lampen tændte. Det betyder, at det ikke var et spørgsmål om ballast - det virkede.
Efter lidt overvejelse kom jeg til den konklusion, at ballastens elektronik skulle bestemme lampens glødetråd. Og jeg brugte kun 2 eksterne terminaler på pæren, og efterlod de indvendige "i luften". Derfor placerede jeg en modstand mellem de eksterne og interne ballastterminaler. Jeg tændte det, og kredsløbet begyndte at virke, men modstanden brændte hurtigt ud.
Jeg besluttede at bruge en kondensator i stedet for en modstand. Faktum er, at en kondensator kun passerer vekselstrøm, mens en modstand passerer både vekselstrøm og jævnstrøm. Kondensatoren blev heller ikke varmet op, pga gav ringe modstand til AC-stien.
Kondensatoren fungerede godt! Buen viste sig at være meget stor og tyk!
Så hvis dit kredsløb ikke virker, så er der højst sandsynligt 2 grunde:
1. Noget var tilsluttet forkert, enten på ballastsiden eller på siden af ledningstransformatoren.
2. Ballastens elektronik er bundet til arbejdet med glødetråden, og siden Hvis det ikke er der, vil en kondensator hjælpe med at erstatte det.
I dag kan du ofte finde forældede CRT-tv i skraldespanden, med teknologiens udvikling er de ikke længere relevante, så nu er de for det meste ved at slippe af med dem. Måske har alle set på bagvæggen af sådan et tv en inskription i ånden "Højspænding. Åben ikke". Og det hænger der af en grund, for hvert TV med et billedrør har en meget interessant lille ting, der hedder TDKS. Forkortelsen står for "diode-cascade line transformer"; på et tv tjener den først og fremmest til at generere højspænding for at drive billedrøret. Ved udgangen af en sådan transformer kan du få en konstant spænding på så meget som 15-20 kV. Vekselspændingen fra højspændingsspolen i en sådan transformer øges og ensrettes ved hjælp af en indbygget diode-kondensatormultiplikator.
TDKS transformere ser sådan ud:
Den tykke røde ledning, der strækker sig fra toppen af transformeren, er, som du måske kan gætte, designet til at fjerne højspænding fra den. For at starte en sådan transformer skal du sno din primære vikling rundt om den og samle et simpelt kredsløb kaldet en ZVS-driver.
Ordning
Diagrammet er præsenteret nedenfor:
Det samme diagram i en anden grafisk repræsentation:
Et par ord om ordningen. Dens nøgleled er IRF250 felteffekttransistorer; IRF260 er også velegnet her. I stedet for dem kan du installere andre lignende felteffekttransistorer, men det er dem, der har vist sig bedst i dette kredsløb. Mellem porten på hver transistor og minus af kredsløbet er zenerdioder installeret til en spænding på 12-18 volt; Jeg installerede zenerdioder BZV85-C15 til 15 volt. Også ultrahurtige dioder, for eksempel UF4007 eller HER108, er forbundet til hver af portene. En 0,68 µF kondensator er forbundet mellem transistorernes dræn for en spænding på mindst 250 volt. Dens kapacitans er ikke så kritisk; du kan sikkert installere kondensatorer i området 0,5-1 µF. Der strømmer ret betydelige strømme gennem denne kondensator, så den kan varmes op. Det er tilrådeligt at placere flere kondensatorer parallelt, eller tage en kondensator til en højere spænding, 400-600 volt. Der er en choker i diagrammet, hvis rating heller ikke er særlig kritisk og kan ligge i området 47 - 200 µH. Du kan vinde 30-40 vindinger af ledning på en ferritring, det virker under alle omstændigheder.
Fremstilling
Hvis induktoren bliver meget varm, så bør du reducere antallet af omdrejninger, eller tage en ledning med et tykkere tværsnit. Den største fordel ved kredsløbet er dets høje effektivitet, fordi transistorerne i det næsten ikke opvarmes, men ikke desto mindre bør de installeres på en lille radiator for pålidelighed. Når du installerer begge transistorer på en fælles radiator, er det bydende nødvendigt at bruge en varmeledende isolerende pakning, da metalbagsiden af transistoren er forbundet til dens afløb. Forsyningsspændingen til kredsløbet ligger i området 12 - 36 volt; ved en spænding på 12 volt i tomgang forbruger kredsløbet cirka 300 mA; når lysbuen brænder, stiger strømmen til 3-4 ampere. Jo højere forsyningsspændingen er, jo højere vil spændingen være ved transformerens udgang.
Hvis du ser nærmere på transformeren, kan du se, at afstanden mellem dens krop og ferritkernen er cirka 2-5 mm. Selve kernen skal vikles med 10-12 vindinger tråd, helst kobber. Tråden kan vikles i alle retninger. Jo større ledning, jo bedre, men en ledning, der er for stor, passer måske ikke ind i mellemrummet. Du kan også bruge emaljeret kobbertråd, det passer ind i selv det smalleste hul. Derefter skal du lave et tryk fra midten af denne vikling og blotlægge ledningerne på det rigtige sted, som vist på billedet:
Du kan vikle to viklinger på 5-6 omdrejninger i én retning og forbinde dem, i dette tilfælde får du også et tryk fra midten.
Når kredsløbet er tændt, vil der opstå en elektrisk lysbue mellem højspændingsterminalen på transformeren (tyk rød ledning øverst) og dens negative terminal. Minus er et af benene. Du kan ganske enkelt bestemme det nødvendige minusben ved at placere "+" ved siden af hvert ben efter tur. Luften bryder igennem i en afstand på 1 - 2,5 cm, så der vil straks opstå en plasmabue mellem det ønskede ben og plus.
Du kan bruge sådan en højspændingstransformator til at skabe en anden interessant enhed - Jacobs stige. Det er nok at arrangere to lige elektroder i en "V" -form, forbinde et plus til den ene og et minus til den anden. Udledningen vil komme til syne i bunden, begynde at krybe op, knække øverst og cyklussen gentages.
Du kan downloade tavlen her:
(downloads: 582)
Jeg stødte på en meget cool ting på internettet - en plasmakugle lavet af en glødelampe. Den nederste linje er, at højspænding fra en højspændingsgenerator ioniserer gassen i pæren på en almindelig glaspære (måske endda en brændt).På trods af overfloden af komplekse konvertere besluttede jeg at komme med et enklere kredsløb - for begyndere radioamatører. Vi kunne ikke finde på noget særligt, men vi formåede at forenkle montageprocessen til det yderste. Jeg brugte ballast fra en energibesparende lampe som basis. Blokdiagram af en hjemmelavet plasmalampe:
Det er bedst at tage en 40-watt CFL-lampe - den fungerer ganske stabilt; jeg tændte den selv i en time, og den fungerer uden problemer. Som step-up højspændingstransformator brugte jeg en færdiglavet horisontal scanningstransformator TVS 110PTs15. Jeg tilsluttede den til ben nummer 10 og 12. Sådanne linjetransformere kan findes i gamle sovjetiske tv'er, selvom du kan tage en ny, kun de er produceret med en indbygget multiplikator.
Der er to udgange fra transformeren: den ene er fase, den anden er nul, fasen kommer fra spolen, og nul er det allersidste ben på transformeren (det er nummer 14).
Vi forbinder fasen til en glødelampe, og den anden ledning, der kommer fra nulbenet, skal jordes. Generelt er alt på det næste billede malet og tegnet i detaljer.
Hvis du stadig ikke forstår noget, så se denne træningsvideo i HD-kvalitet:
Også, hvis du tilslutter en spændingsmultiplikator til udgangene af brændstofsamlingen, vil du være i stand til at observere gløden fra en fluorescerende lampe fra det skabte eksplosive felt.
Lineære transformatorer er blandt de mest almindeligt anvendte af højspændingshobbyister, hovedsagelig på grund af deres enkelhed og tilgængelighed. Ethvert CRT-tv (stort og tungt), som folk smider væk, har nu sådan en transformer.
I modsætning til mange transformere, der findes i anden elektronik, som er designet til at håndtere almindelig 50Hz vekselstrøm og step-down transformere, fungerer en linjetransformer ved en højere frekvens, omkring 16KHz og nogle gange højere. Mange moderne linjetransformatorer producerer jævnstrøm. Gamle linjetransformatorer producerede vekselstrøm, hvilket gjorde det muligt for dig at gøre hvad som helst med dem. AC linjetransformere er mere kraftfulde, fordi de ikke har indbygget ensretter/multiplikator. DC-linjetransformere er nemmere at finde og anbefales til dette projekt. Sørg for, at din linjetransformator har en luftspalte. Det betyder, at kernen ikke er en lukket cirkel, men snarere ligner bogstavet C, med et mellemrum på omkring en millimeter. Næsten alle moderne vandrette transformere har det, så hvis du bruger en moderne vandret transformer, behøver du ikke tjekke dette.
Dette kredsløb bruger 2N3055 transistoren, som er, hvad bygherrer af linjetransformatorer elsker og hader. De er elsket for deres tilgængelighed og hadede, fordi de normalt stinker. De har en tendens til at brænde ud ganske spektakulært, men kredsløbet fungerer utrolig godt med dem. 2N3055 fik et dårligt ry, når det blev brugt i simple enkelttransistorkredsløb, hvor højspænding er til stede over transistoren. Dette kredsløb tilføjer flere dele, der øger dens effekt betydeligt. Kredsløbsteorien er skrevet nedenfor.
Ordning
Der er meget få elementer i dette kredsløb, og de er alle beskrevet på denne side. Og mange dele kan udskiftes.
Værdien af 470 Ohm modstanden kan ændres. Jeg brugte en 450 ohm modstand lavet af tre 150 ohm modstande forbundet i serie. Dens værdi er ikke kritisk for driften af kredsløbet, men for at reducere opvarmning skal du bruge den maksimale modstandsværdi, som kredsløbet fungerer ved.
Den lavere modstandsværdi kan ændres for at øge effekten. Jeg bruger en 20 ohm modstand lavet af to 10 ohm modstande forbundet i serie. Jo lavere dens værdi, jo højere temperatur og jo kortere driftstid for kredsløbet.
Kondensatoren placeret ved siden af transistoren (0,47 µF) kan udskiftes for at øge effekten. Jo højere dens værdi, jo højere udgangsstrøm (og lysbuetemperatur) og jo lavere spænding. Jeg nøjedes med en 0,47uF kondensator.
Antallet af omdrejninger på feedbackspolen (tre-vinds spole) kan ændre effektudgangen. Jo flere drejninger, jo større er strømmen, men ikke spændingen.
Dette kredsløb adskiller sig fra den mere almindelige enkelt-transistor kasse ved, at der tilføjes en diode og en kondensator, som er forbundet parallelt med dioden. Dioden beskytter transistoren mod spændingsstød med omvendt polaritet, som kan brænde transistoren. Du kan bruge en anden type diode. Jeg brugte en GI824 diode taget ud af tv'et. Når du vælger en diode, skal du være opmærksom på spændingen og skiftehastigheden. For at finde ud af, om din diode er egnet, skal du finde databladet for BY500-dioden og derefter for din diode og sammenligne parametrene. Hvis din diode er sammenlignelig med eller bedre end denne, så er den velegnet.
Kondensatoren er nøglen til høj effekt. Transistoren genererer en frekvens, der hovedsageligt er indstillet af primærspolen og feedbackspolen. Kondensatoren og primærviklingen danner et LC-kredsløb. LC-kredsløbet fungerer på en bestemt frekvens, og hvis man tuner kredsløbet, så denne frekvens er den samme som transistorfrekvensen, vil udgangseffekten stige markant. Teorien om et LC-kredsløb ligner den for en Tesla-spole. Dette kredsløb kan tilpasses ved at ændre kondensatorværdien og antallet af vindinger på de primære/sekundære viklinger.
Dette kredsløb kræver en kraftig strømforsyning, som er beskrevet nedenfor.
kraftenhed
Den elektriske lysbue antændes fra en afstand på 2-3 mm mellem højspændingsviklingens terminaler, hvilket omtrent svarer til en spænding på 6-9 kV. Buen viser sig at være varm, tyk og strækker sig op til 10 cm. Jo længere lysbuen er, desto større strøm forbruges fra strømkilden. I mit tilfælde nåede den maksimale strøm 12-13A ved en forsyningsspænding på 36V. For at få sådanne resultater har du brug for ernæring, i dette tilfælde er dette af primær betydning.
For klarhedens skyld lavede jeg en "Jacobs stige" af to tykke kobbertråde, i bunden er afstanden mellem lederne 2 mm, dette er nødvendigt for at der opstår et elektrisk sammenbrud, over lederne divergerer, bogstavet "V" opnås , en lysbue antændes i bunden, varmes op og rejser sig, hvor den brækker af. Jeg installerede desuden et lille stearinlys under punktet med maksimal tilgang af lederne for at lette forekomsten af sammenbrud. Videoen nedenfor demonstrerer processen med buebevægelse langs lederne.
Ved hjælp af enheden kan du observere en koronaudladning, der opstår i et meget inhomogent felt. For at gøre dette skar jeg bogstaver ud fra folie og komponerede sætningen Radiolaba, placerede dem mellem to glasplader og lagde desuden en tynd kobbertråd til elektrisk kontakt af alle bogstaver. Dernæst placeres pladerne på et ark folie, som er forbundet til en af terminalerne på højspændingsviklingen, den anden terminal er forbundet med bogstaverne, som et resultat, vises en blåviolet glød omkring bogstaverne og der opstår en stærk ozonlugt. Foliesnittet er skarpt, hvilket bidrager til dannelsen af et skarpt inhomogent felt, hvilket resulterer i en koronaudladning.
Når en af de snoede terminaler bringes tæt på en energibesparende lampe, kan man se en ujævn glød af lampen, her forårsager det elektriske felt omkring terminalen bevægelse af elektroner i lampens gasfyldte pære. Elektronerne bombarderer til gengæld atomerne og overfører dem til exciterede tilstande; ved overgang til normaltilstand udsendes lys.
Den eneste ulempe ved enheden er mætning af det magnetiske kredsløb af den vandrette transformator og dens stærke opvarmning. De resterende elementer opvarmes lidt, selv transistorerne opvarmes lidt, hvilket er en vigtig fordel, men det er bedre at installere dem på en køleplade. Jeg tror, at selv en nybegynder radioamatør, hvis det ønskes, vil være i stand til at samle denne selvoscillator og udføre eksperimenter med højspænding.
