ژنراتورهای ولتاژ بالا و کم مصرف به طور گسترده در تشخیص عیب، برای تامین انرژی شتاب دهنده های ذرات باردار قابل حمل، لوله های اشعه ایکس و پرتوهای کاتدی، لوله های فوتو ضرب و آشکارسازهای تشعشعات یونیزان استفاده می شوند. علاوه بر این، آنها همچنین برای تخریب پالس الکتریکی جامدات، تولید پودرهای بسیار ریز، سنتز مواد جدید، به عنوان آشکارسازهای نشت جرقه، برای راه اندازی منابع نور تخلیه گاز، در تشخیص تخلیه الکتریکی مواد و محصولات، به دست آوردن گاز استفاده می شوند. عکس های تخلیه به روش S. D. Kirlian، تست کیفیت عایق فشار قوی. در زندگی روزمره، چنین دستگاه هایی به عنوان منبع انرژی برای جمع کننده های الکترونیکی گرد و غبار بسیار ریز و رادیواکتیو، سیستم های احتراق الکترونیکی، برای لوسترهای الکتروفلوویال (لوسترهای A. L. Chizhevsky)، هواسازها، دستگاه های پزشکی (D'Arsonval، فرانکلیزاسیون، دستگاه های اولتراتونوتراپی)، گاز استفاده می شود. فندک، نرده برقی، شوکر الکتریکی و غیره

به طور معمول، ما به عنوان ژنراتورهای ولتاژ بالا دسته بندی می کنیم که ولتاژهای بالاتر از 1 کیلو ولت تولید می کنند.

ژنراتور پالس ولتاژ بالا با استفاده از یک ترانسفورماتور تشدید (شکل 11.1) مطابق با طرح کلاسیک با استفاده از شکاف جرقه گاز RB-3 ساخته شده است.

خازن C2 با یک ولتاژ ضربانی از طریق دیود VD1 و مقاومت R1 به ولتاژ شکست شکاف جرقه گاز شارژ می شود. در نتیجه شکسته شدن شکاف گاز شکاف جرقه، خازن روی سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور تخلیه می شود و پس از آن فرآیند تکرار می شود. در نتیجه، پالس های ولتاژ بالا میرایی با دامنه تا 3 ... 20 کیلو ولت در خروجی ترانسفورماتور T1 تشکیل می شود.

برای محافظت از سیم پیچ خروجی ترانسفورماتور از اضافه ولتاژ، یک شکاف جرقه ساخته شده به شکل الکترود با یک شکاف هوای قابل تنظیم به موازات آن متصل می شود.

برنج. 11.1. مدار یک ژنراتور پالس ولتاژ بالا با استفاده از شکاف جرقه گاز.

برنج. 11.2. مدار یک مولد پالس ولتاژ بالا با دو برابر شدن ولتاژ.

ترانسفورماتور T1 ژنراتور پالس (شکل 11.1) بر روی یک هسته فریت باز M400NN-3 با قطر 8 و طول 100 میلی متر ساخته شده است. سیم پیچ اولیه (ولتاژ پایین) ترانسفورماتور شامل 20 دور سیم MGShV 0.75 میلی متر با گام سیم پیچ 5 ... 6 میلی متر است. سیم پیچ ثانویه شامل 2400 دور سیم پیچ معمولی سیم PEV-2 0.04 میلی متر است. سیم پیچ اولیه بر روی سیم پیچ ثانویه از طریق یک واشر پلی تترا فلوئورواتیلن (فلوروپلاستیک) 2×0.05 میلی متر پیچ می شود. سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور باید به طور قابل اعتمادی از اولیه جدا شود.

تجسمی از یک ژنراتور پالس ولتاژ بالا با استفاده از ترانسفورماتور رزونانس در شکل نشان داده شده است. 11.2. در این مدار ژنراتور جداسازی گالوانیکی از شبکه تامین وجود دارد. ولتاژ اصلی به ترانسفورماتور میانی (گام به گام) T1 عرضه می شود. ولتاژ حذف شده از سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور شبکه به یکسو کننده که مطابق مدار دوبرابر ولتاژ کار می کند، عرضه می شود.

در نتیجه عملکرد چنین یکسو کننده، یک ولتاژ مثبت در صفحه بالایی خازن C2 نسبت به سیم خنثی، برابر با ریشه دوم 2Uii ظاهر می شود، جایی که Uii ولتاژ سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور قدرت است.

یک ولتاژ متناظر با علامت مخالف در خازن C1 تشکیل می شود. در نتیجه ولتاژ روی صفحات خازن SZ برابر با 2 ریشه مربع 2Uii خواهد بود.

میزان شارژ خازن های C1 و C2 (C1=C2) با مقدار مقاومت R1 تعیین می شود.

هنگامی که ولتاژ روی صفحات خازن SZ برابر ولتاژ شکست شکاف گاز FV1 باشد، شکاف گاز آن شکسته می شود، خازن SZ و بر این اساس خازن های C1 و C2 تخلیه می شوند و نوسانات میرایی دوره ای رخ می دهد. در سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور T2. پس از تخلیه خازن ها و خاموش شدن شکاف جرقه، فرآیند شارژ و متعاقب آن تخلیه خازن ها به سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور 12 مجدداً تکرار می شود.

یک ژنراتور ولتاژ بالا که برای گرفتن عکس در تخلیه گاز و همچنین برای جمع‌آوری گرد و غبار بسیار ریز و رادیواکتیو استفاده می‌شود (شکل 11.3) شامل یک دوبرابر ولتاژ، یک ژنراتور پالس آرامش و یک ترانسفورماتور تشدید کننده است.

دوبرابر ولتاژ با استفاده از دیودهای VD1، VD2 و خازن های C1، C2 ساخته می شود. زنجیره شارژ توسط خازن های C1 SZ و مقاومت R1 تشکیل شده است. یک شکاف جرقه گاز 350 ولت به موازات خازن های C1 SZ با سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور افزایش T1 به صورت سری متصل می شود.

به محض اینکه سطح ولتاژ DC در خازن های C1 SZ از ولتاژ شکست شکاف جرقه فراتر رفت، خازن ها از طریق سیم پیچ ترانسفورماتور افزایش دهنده تخلیه می شوند و در نتیجه یک پالس ولتاژ بالا تشکیل می شود. عناصر مدار طوری انتخاب می شوند که فرکانس تشکیل پالس حدود 1 هرتز باشد. خازن C4 برای محافظت از ترمینال خروجی دستگاه در برابر ولتاژ شبکه طراحی شده است.

برنج. 11.3. مدار یک ژنراتور پالس ولتاژ بالا با استفاده از شکاف جرقه گاز یا دیانیستورها.

ولتاژ خروجی دستگاه به طور کامل توسط خواص ترانسفورماتور مورد استفاده تعیین می شود و می تواند به 15 کیلو ولت برسد. یک ترانسفورماتور ولتاژ بالا با ولتاژ خروجی حدود 10 کیلو ولت بر روی یک لوله دی الکتریک با قطر خارجی 8 و طول 150 میلی متر ساخته شده است؛ یک الکترود مسی با قطر 1.5 میلی متر در داخل قرار دارد. سیم پیچ ثانویه شامل 3...4 هزار دور سیم PELSHO 0.12، چرخش به چرخش در 10 ... 13 لایه (عرض سیم پیچ 70 میلی متر) و آغشته به چسب BF-2 با عایق بین لایه ای ساخته شده از پلی تترا فلوئورواتیلن است. سیم پیچ اولیه شامل 20 دور سیم PEV 0.75 است که از یک کامبریک پلی وینیل کلرید عبور می کند.

به عنوان چنین ترانسفورماتور، می توانید از ترانسفورماتور خروجی اسکن افقی اصلاح شده تلویزیون نیز استفاده کنید. ترانسفورماتور برای فندک های الکترونیکی، لامپ های فلاش، کویل های احتراق و غیره.

تخلیه کننده گاز R-350 را می توان با زنجیره ای از دیانیستورهای قابل تعویض از نوع KN102 جایگزین کرد (شکل 11.3، سمت راست)، که امکان تغییر تدریجی ولتاژ خروجی را فراهم می کند. برای توزیع یکنواخت ولتاژ در دینیستورها، مقاومت هایی با همان مقدار با مقاومت 300 ... 510 کیلو اهم به صورت موازی به هر یک از آنها متصل می شوند.

گونه ای از مدار ژنراتور ولتاژ بالا با استفاده از یک دستگاه پر از گاز، تیراترون، به عنوان عنصر سوئیچ آستانه در شکل نشان داده شده است. 11.4.

برنج. 11.4. مدار یک ژنراتور پالس ولتاژ بالا با استفاده از تیراترون.

ولتاژ شبکه توسط دیود VD1 اصلاح می شود. ولتاژ تصحیح شده توسط خازن C1 صاف شده و به مدار شارژ R1, C2 عرضه می شود. به محض اینکه ولتاژ خازن C2 به ولتاژ احتراق تیراترون VL1 رسید، چشمک می زند. خازن C2 از طریق سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور T1 تخلیه می شود، تیراترون خاموش می شود، خازن دوباره شروع به شارژ می کند و غیره.

یک سیم پیچ احتراق خودرو به عنوان ترانسفورماتور T1 استفاده می شود.

به جای تیراترون VL1 MTX-90، می توانید یک یا چند دیانیستور نوع KN102 را روشن کنید. دامنه ولتاژ بالا را می توان با تعداد دیانیستورهای موجود تنظیم کرد.

طراحی یک مبدل ولتاژ بالا با استفاده از کلید تیراترون در کار شرح داده شده است. توجه داشته باشید که برای تخلیه خازن می توان از انواع دیگر دستگاه های پر از گاز استفاده کرد.

امیدوارکننده تر، استفاده از دستگاه های سوئیچینگ نیمه هادی در ژنراتورهای ولتاژ بالا مدرن است. مزایای آنها به وضوح بیان شده است: تکرارپذیری زیاد پارامترها، هزینه و ابعاد کمتر، قابلیت اطمینان بالا.

در زیر ژنراتورهای پالس ولتاژ بالا را با استفاده از دستگاه های سوئیچینگ نیمه هادی (دینیستورها، تریستورها، ترانزیستورهای دوقطبی و اثر میدانی) در نظر خواهیم گرفت.

یک آنالوگ کاملاً معادل، اما جریان کم از تخلیه کننده های گاز، دینیستورها هستند.

در شکل شکل 11.5 مدار الکتریکی یک ژنراتور ساخته شده بر روی دیانیستورها را نشان می دهد. ساختار ژنراتور کاملاً شبیه به آنچه قبلاً توضیح داده شد است (شکل 11.1، 11.4). تفاوت اصلی جایگزینی تخلیه کننده گاز با زنجیره ای از دیانیستورهای متصل به صورت سری است.

برنج. 11.5. مدار یک ژنراتور پالس ولتاژ بالا با استفاده از دیانیستورها.

برنج. 11.6. مدار یک ژنراتور پالس ولتاژ بالا با یکسو کننده پل.

لازم به ذکر است که راندمان چنین جریان های آنالوگ و سوئیچ شده به طور قابل توجهی کمتر از نمونه اولیه است، با این حال، دینیستورها مقرون به صرفه تر و بادوام تر هستند.

یک نسخه تا حدودی پیچیده از ژنراتور پالس ولتاژ بالا در شکل نشان داده شده است. 11.6. ولتاژ شبکه با استفاده از دیودهای VD1 VD4 به یکسوساز پل تامین می شود. ولتاژ تصحیح شده توسط خازن C1 صاف می شود. این خازن ولتاژ ثابتی در حدود 300 ولت تولید می کند که برای تغذیه یک ژنراتور آرامش متشکل از عناصر R3، C2، VD5 و VD6 استفاده می شود. بار آن سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور T1 است. پالس هایی با دامنه تقریبی 5 کیلو ولت و فرکانس تکرار تا 800 هرتز از سیم پیچ ثانویه حذف می شوند.

زنجیره دینیستورها باید برای ولتاژ سوئیچینگ حدود 200 ولت طراحی شود. در اینجا می توانید از دیانیستورهای نوع KN102 یا D228 استفاده کنید. باید در نظر گرفت که ولتاژ سوئیچینگ دیانیستورهای نوع KN102A، D228A 20 ولت است. KN102B، D228B 28 V; KN102V، D228V 40 V; KN102G، D228G 56 V; KN102D، D228D 80 V; KN102E 75 V; KN102Zh، D228Zh 120 ولت؛ KN102I، D228I 150 ولت.

ترانسفورماتور خط اصلاح شده از تلویزیون سیاه و سفید می تواند به عنوان ترانسفورماتور T1 در دستگاه های فوق استفاده شود. سیم پیچ فشار قوی آن باقی می ماند، بقیه حذف می شوند و به جای آن یک سیم پیچ ولتاژ پایین (اولیه) 15 ... 30 دور سیم PEV با قطر 0.5 ... 0.8 میلی متر پیچیده می شود.

هنگام انتخاب تعداد دور سیم پیچ اولیه، باید تعداد دور سیم پیچ ثانویه را در نظر گرفت. همچنین لازم است در نظر داشته باشید که مقدار ولتاژ خروجی ژنراتور پالس فشار قوی تا حد زیادی به تنظیم مدارهای ترانسفورماتور به رزونانس بستگی دارد تا به نسبت تعداد دور سیم پیچ ها.

مشخصات برخی از انواع ترانسفورماتورهای تلویزیونی اسکن افقی در جدول 11.1 آورده شده است.

جدول 11.1. پارامترهای سیم پیچ ولتاژ بالا ترانسفورماتورهای تلویزیون افقی یکپارچه.

نوع ترانسفورماتور	تعداد دورها		سیم پیچ R، اهم
TVS-A، TVS-B
TVS-110، TVS-110M

نوع ترانسفورماتور	تعداد دورها		سیم پیچ R، اهم
TVS-90LTs2، TVS-90LTs2-1
TVS-110PTs15
TVS-110PTs16، TVS-110PTs18

برنج. 11.7. مدار الکتریکی یک ژنراتور پالس ولتاژ بالا.

در شکل شکل 11.7 نموداری از یک مولد پالس ولتاژ بالا دو مرحله ای را نشان می دهد که در یکی از سایت ها منتشر شده است که در آن از تریستور به عنوان عنصر سوئیچینگ استفاده شده است. به نوبه خود، یک لامپ نئون دستگاه تخلیه گاز (زنجیری HL1، HL2) به عنوان عنصر آستانه ای انتخاب شد که نرخ تکرار پالس های ولتاژ بالا را تعیین می کند و تریستور را تحریک می کند.

هنگامی که ولتاژ تغذیه اعمال می شود، ژنراتور پالس که بر اساس ترانزیستور VT1 (2N2219A KT630G) ساخته شده است، ولتاژی در حدود 150 ولت تولید می کند. این ولتاژ توسط دیود VD1 یکسو شده و خازن C2 را شارژ می کند.

پس از اینکه ولتاژ خازن C2 از ولتاژ احتراق لامپ های نئون HL1، HL2 بیشتر شد، خازن از طریق مقاومت محدود کننده جریان R2 به الکترود کنترل تریستور VS1 تخلیه می شود و تریستور باز می شود. جریان تخلیه خازن C2 باعث ایجاد نوسانات الکتریکی در سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور T2 می شود.

ولتاژ سوئیچ تریستور را می توان با انتخاب لامپ های نئونی با ولتاژهای احتراق مختلف تنظیم کرد. می‌توانید ولتاژ روشن شدن تریستور را با تغییر تعداد لامپ‌های نئونی که به صورت سری متصل شده‌اند (یا دینیستورهایی که آنها را جایگزین می‌کنند) به‌صورت مرحله‌ای تغییر دهید.

برنج. 11.8. نمودار فرآیندهای الکتریکی روی الکترودهای دستگاه های نیمه هادی (به شکل 11.7).

نمودار ولتاژ در پایه ترانزیستور VT1 و در آند تریستور در شکل نشان داده شده است. 11.8. همانطور که از نمودارهای ارائه شده نشان می دهد، پالس های مولد مسدود کننده تقریباً 8 میلی ثانیه طول می کشند. خازن C2 به صورت نمایی مطابق با عملکرد پالس های گرفته شده از سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور T1 شارژ می شود.

پالس هایی با ولتاژ تقریبی 4.5 کیلو ولت در خروجی ژنراتور تشکیل می شوند. ترانسفورماتور خروجی برای تقویت کننده های فرکانس پایین به عنوان ترانسفورماتور T1 استفاده می شود. مانند

ترانسفورماتور ولتاژ بالا T2 از یک ترانسفورماتور از یک فلاش عکس یا یک ترانسفورماتور تلویزیونی اسکن افقی بازیافت شده (به بالا مراجعه کنید) استفاده می کند.

نمودار نسخه دیگری از ژنراتور با استفاده از یک لامپ نئون به عنوان عنصر آستانه در شکل نشان داده شده است. 11.9.

برنج. 11.9. مدار الکتریکی یک ژنراتور با یک عنصر آستانه روی یک لامپ نئون.

ژنراتور آرامش در آن بر روی عناصر R1، VD1، C1، HL1، VS1 ساخته شده است. هنگامی که خازن C1 به ولتاژ سوئیچینگ عنصر آستانه در لامپ نئون HL1 و تریستور VS1 شارژ می شود، در چرخه های ولتاژ خط مثبت کار می کند. دیود VD2 پالس های خود القایی سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور افزایش دهنده T1 را کاهش می دهد و به شما امکان می دهد ولتاژ خروجی ژنراتور را افزایش دهید. ولتاژ خروجی به 9 کیلو ولت می رسد. لامپ نئون همچنین به عنوان نشانگر اتصال دستگاه به شبکه عمل می کند.

ترانسفورماتور فشار قوی بر روی یک قطعه میله ای به قطر 8 و طول 60 میلی متر ساخته شده از فریت M400NN پیچیده می شود. ابتدا سیم پیچ اولیه 30 دور سیم PELSHO 0.38 قرار می گیرد و سپس سیم پیچ ثانویه 5500 دور با قطر PELSHO 0.05 یا بیشتر قرار می گیرد. بین سیم پیچ ها و هر 800 ... 1000 دور سیم پیچ ثانویه، یک لایه عایق از نوار عایق پلی وینیل کلرید گذاشته می شود.

در ژنراتور، امکان تنظیم چند مرحله ای گسسته ولتاژ خروجی با سوئیچینگ لامپ های نئونی یا دینیستورها در یک مدار سری وجود دارد (شکل 11.10). در نسخه اول، دو مرحله تنظیم ارائه شده است، در مرحله دوم - حداکثر ده یا بیشتر (هنگام استفاده از دیستورهای KN102A با ولتاژ سوئیچینگ 20 ولت).

برنج. 11.10. مدار الکتریکی عنصر آستانه.

برنج. 11.11. مدار الکتریکی یک ژنراتور ولتاژ بالا با عنصر آستانه دیود.

یک ژنراتور ولتاژ بالا ساده (شکل 11.11) به شما امکان می دهد پالس های خروجی را با دامنه حداکثر 10 کیلو ولت به دست آورید.

عنصر کنترل دستگاه با فرکانس 50 هرتز (در یک نیم موج ولتاژ شبکه) سوئیچ می شود. دیود VD1 D219A (D220، D223) که تحت بایاس معکوس در حالت شکست بهمن کار می کند به عنوان یک عنصر آستانه استفاده شد.

هنگامی که ولتاژ شکست بهمن در محل اتصال نیمه هادی دیود از ولتاژ شکست بهمن بیشتر شود، دیود به حالت رسانا تبدیل می شود. ولتاژ خازن شارژ شده C2 ​​به الکترود کنترل تریستور VS1 می رسد. پس از روشن کردن تریستور، خازن C2 به سیم پیچ ترانسفورماتور T1 تخلیه می شود.

ترانسفورماتور T1 هسته ندارد. روی قرقره ای به قطر 8 میلی متر از پلی متیل متاکریلات یا پلی تتراکلراتیلن ساخته شده است و شامل سه بخش فاصله دار با عرض

9 میلی متر. سیم پیچی پله‌آپ شامل 3x1000 پیچ است که با سیم PET، PEV-2 0.12 میلی‌متر پیچیده شده است. پس از سیم پیچ، سیم پیچ باید در پارافین خیس شود. 2 × 3 لایه عایق در بالای پارافین اعمال می شود، پس از آن سیم پیچ اولیه با 3 x 10 پیچ سیم PEV-2 0.45 میلی متری پیچیده می شود.

تریستور VS1 را می توان با یکی دیگر برای ولتاژ بالاتر از 150 ولت جایگزین کرد. دیود بهمنی را می توان با زنجیره ای از دیانیستورها جایگزین کرد (شکل 11.10، 11.11 زیر).

مدار یک منبع پالس ولتاژ بالا قابل حمل کم مصرف با منبع تغذیه مستقل از یک عنصر گالوانیکی (شکل 11.12) از دو ژنراتور تشکیل شده است. اولی بر روی دو ترانزیستور کم مصرف، دومی بر روی تریستور و دینیستور ساخته شده است.

برنج. 11.12. مدار ژنراتور ولتاژ با منبع تغذیه ولتاژ پایین و عنصر کلیدی تریستور-دینیستور.

آبشاری از ترانزیستورها با رسانایی مختلف، ولتاژ مستقیم ولتاژ پایین را به ولتاژ پالسی ولتاژ بالا تبدیل می کند. زنجیره زمان بندی در این ژنراتور عناصر C1 و R1 می باشد. هنگامی که برق روشن می شود، ترانزیستور VT1 باز می شود و افت ولتاژ در کلکتور آن، ترانزیستور VT2 را باز می کند. خازن C1 که از طریق مقاومت R1 شارژ می شود، جریان پایه ترانزیستور VT2 را به قدری کاهش می دهد که ترانزیستور VT1 از حالت اشباع خارج می شود و این منجر به بسته شدن VT2 می شود. ترانزیستورها بسته می شوند تا زمانی که خازن C1 از طریق سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور T1 تخلیه شود.

افزایش ولتاژ پالس حذف شده از سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور T1 توسط دیود VD1 یکسو شده و به خازن C2 ژنراتور دوم با تریستور VS1 و دینیستور VD2 عرضه می شود. در هر نیم سیکل مثبت

خازن ذخیره C2 به مقدار ولتاژ دامنه برابر با ولتاژ سوئیچینگ دینیستور VD2 شارژ می شود، یعنی. تا 56 ولت (ولتاژ باز کردن قفل پالس نامی برای دینیستور نوع KN102G).

انتقال دینیستور به حالت باز بر مدار کنترل تریستور VS1 تأثیر می گذارد که به نوبه خود نیز باز می شود. خازن C2 از طریق تریستور و سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور T2 تخلیه می شود، پس از آن دینیستور و تریستور دوباره بسته می شوند و شارژ خازن بعدی شروع می شود؛ چرخه سوئیچینگ تکرار می شود.

پالس هایی با دامنه چند کیلوولت از سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور T2 حذف می شوند. فرکانس تخلیه جرقه تقریبا 20 هرتز است، اما بسیار کمتر از فرکانس پالس های گرفته شده از سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور T1 است. این اتفاق می افتد زیرا خازن C2 نه در یک، بلکه در چندین نیم سیکل مثبت به ولتاژ سوئیچینگ دینیستور شارژ می شود. مقدار ظرفیت خازن این خازن توان و مدت زمان پالس های تخلیه خروجی را تعیین می کند. مقدار متوسط ​​جریان تخلیه که برای دینیستور و الکترود کنترل تریستور ایمن است بر اساس ظرفیت خازن این خازن و مقدار ولتاژ پالس تامین کننده آبشار انتخاب می شود. برای انجام این کار، ظرفیت خازن C2 باید تقریباً 1 µF باشد.

ترانسفورماتور T1 بر روی یک هسته مغناطیسی فریت حلقه ای از نوع K10x6x5 ساخته شده است. دارای 540 دور سیم PEV-2 0.1 با شیر زمینی بعد از پیچ بیستم. ابتدای سیم پیچ آن به ترانزیستور VT2 و انتهای آن به دیود VD1 متصل است. ترانسفورماتور T2 بر روی یک سیم پیچ با هسته فریت یا پرمالیاژ به قطر 10 میلی متر و طول 30 میلی متر پیچیده می شود. یک سیم پیچ با قطر بیرونی 30 میلی متر و عرض 10 میلی متر با سیم PEV-2 0.1 میلی متر پیچیده می شود تا قاب کاملاً پر شود. قبل از اینکه سیم پیچی کامل شود، یک شیر زمینی ایجاد می شود و آخرین ردیف سیم 30 ... 40 دور پیچ می شود تا یک لایه عایق از پارچه لاک زده را برگرداند.

ترانسفورماتور T2 باید در حین سیم پیچی با لاک عایق یا چسب BF-2 آغشته شود و سپس کاملاً خشک شود.

به جای VT1 و VT2، می توانید از هر ترانزیستور کم مصرفی که در حالت پالس کار می کند استفاده کنید. تریستور KU101E را می توان با KU101G جایگزین کرد. سلول های گالوانیکی منبع تغذیه با ولتاژ حداکثر 1.5 ولت، به عنوان مثال، 312، 314، 316، 326، 336، 343، 373 یا باتری های دیسکی نیکل-کادمیم نوع D-0.26D، D-0.55S و غیره .

یک مولد تریستور پالس های ولتاژ بالا با برق شبکه در شکل 1 نشان داده شده است. 11.13.

برنج. 11.13. مدار الکتریکی یک مولد پالس فشار قوی با یک دستگاه ذخیره انرژی خازنی و یک سوئیچ تریستور.

در طول نیم چرخه مثبت ولتاژ شبکه، خازن C1 از طریق مقاومت R1، دیود VD1 و سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور T1 شارژ می شود. تریستور VS1 در این حالت بسته است، زیرا هیچ جریانی از طریق الکترود کنترل آن وجود ندارد (افت ولتاژ در دیود VD2 در جهت جلو در مقایسه با ولتاژ مورد نیاز برای باز کردن تریستور کم است).

در طول نیم چرخه منفی، دیودهای VD1 و VD2 بسته می شوند. یک افت ولتاژ در کاتد تریستور نسبت به الکترود کنترل ایجاد می شود (منهای در کاتد، به علاوه در الکترود کنترل)، جریانی در مدار الکترود کنترل ظاهر می شود و تریستور باز می شود. در این لحظه خازن C1 از طریق سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور تخلیه می شود. یک پالس ولتاژ بالا در سیم پیچ ثانویه ظاهر می شود. و به همین ترتیب در هر دوره ولتاژ شبکه.

در خروجی دستگاه، پالس های ولتاژ بالا دوقطبی تشکیل می شود (از آنجایی که نوسانات میرایی زمانی که خازن در مدار سیم پیچ اولیه تخلیه می شود رخ می دهد).

مقاومت R1 می تواند از سه مقاومت MLT-2 متصل موازی با مقاومت 3 کیلو اهم تشکیل شده باشد.

دیودهای VD1 و VD2 باید برای جریان حداقل 300 میلی آمپر و ولتاژ معکوس حداقل 400 ولت (VD1) و 100 B (VD2) طراحی شوند. خازن C1 از نوع MBM برای ولتاژ حداقل 400 ولت. ظرفیت خازن آن (کسری از واحد میکروفاراد) به صورت تجربی انتخاب می شود. تریستور VS1 نوع KU201K، KU201L، KU202K KU202N. سیم پیچ احتراق ترانسفورماتور B2B (6 ولت) از موتور سیکلت یا ماشین.

این دستگاه می تواند از ترانسفورماتور تلویزیون اسکن افقی TVS-110L6، TVS-1 YULA، TVS-110AM استفاده کند.

یک مدار نسبتا معمولی از یک ژنراتور پالس ولتاژ بالا با یک دستگاه ذخیره انرژی خازنی در شکل نشان داده شده است. 11.14.

برنج. 11.14. طرح یک ژنراتور تریستور پالس های ولتاژ بالا با یک دستگاه ذخیره انرژی خازنی.

ژنراتور شامل یک خازن خاموش کننده C1، یک پل یکسو کننده دیود VD1 VD4، یک سوئیچ تریستور VS1 و یک مدار کنترل است. هنگامی که دستگاه روشن می شود، خازن های C2 و S3 شارژ می شوند، تریستور VS1 هنوز بسته است و جریان را هدایت نمی کند. حداکثر ولتاژ در خازن C2 توسط دیود زنر VD5 9 ولت محدود می شود. در فرآیند شارژ خازن C2 از طریق مقاومت R2، ولتاژ در پتانسیومتر R3 و بر این اساس، در انتقال کنترل تریستور VS1 به مقدار معینی افزایش می یابد، پس از آن تریستور به حالت رسانا تغییر می کند و خازن SZ از طریق تریستور VS1 است. از طریق سیم پیچ اولیه (ولتاژ پایین) ترانسفورماتور T1 تخلیه می شود و یک پالس ولتاژ بالا تولید می کند. پس از این، تریستور بسته می شود و فرآیند دوباره شروع می شود. پتانسیومتر R3 آستانه پاسخ تریستور VS1 را تنظیم می کند.

نرخ تکرار پالس 100 هرتز است. سیم پیچ احتراق خودرو را می توان به عنوان یک ترانسفورماتور ولتاژ بالا استفاده کرد. در این صورت ولتاژ خروجی دستگاه به 30...35 کیلو ولت می رسد. ژنراتور تریستور پالس های ولتاژ بالا (شکل 11.15) توسط پالس های ولتاژ گرفته شده از یک ژنراتور آرامش ساخته شده بر روی دینیستور VD1 کنترل می شود. فرکانس کاری ژنراتور پالس کنترل (15 ... 25 هرتز) با مقدار مقاومت R2 و ظرفیت خازن C1 تعیین می شود.

برنج. 11.15. مدار الکتریکی یک ژنراتور پالس فشار قوی تریستوری با کنترل پالس.

ژنراتور آرامش از طریق ترانسفورماتور پالس T1 نوع MIT-4 به سوئیچ تریستور متصل می شود. یک ترانسفورماتور فرکانس بالا از دستگاه Darsonvalization Iskra-2 به عنوان ترانسفورماتور خروجی T2 استفاده می شود. ولتاژ در خروجی دستگاه می تواند به 20 ... 25 کیلو ولت برسد.

در شکل شکل 11.16 گزینه ای را برای تامین پالس های کنترلی به تریستور VS1 نشان می دهد.

مبدل ولتاژ (شکل 11.17)، توسعه یافته در بلغارستان، شامل دو مرحله است. در اولین مورد، بار عنصر کلید، ساخته شده بر روی ترانزیستور VT1، سیم پیچ ترانسفورماتور T1 است. پالس های کنترل مستطیلی به صورت دوره ای سوئیچ ترانزیستور VT1 را روشن/خاموش می کنند و در نتیجه سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور را وصل یا قطع می کنند.

برنج. 11.16. گزینه ای برای کنترل سوئیچ تریستور.

برنج. 11.17. مدار الکتریکی یک مولد پالس دو مرحله ای فشار قوی.

ولتاژ افزایش یافته در سیم پیچ ثانویه، متناسب با نسبت تبدیل القا می شود. این ولتاژ توسط دیود VD1 اصلاح می شود و خازن C2 را شارژ می کند که به سیم پیچ اولیه (ولتاژ پایین) ترانسفورماتور ولتاژ بالا T2 و تریستور VS1 متصل است. عملکرد تریستور توسط پالس های ولتاژ گرفته شده از سیم پیچ اضافی ترانسفورماتور T1 از طریق زنجیره ای از عناصر که شکل پالس را اصلاح می کند، کنترل می شود.

در نتیجه تریستور به صورت دوره ای روشن/خاموش می شود. خازن C2 روی سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور ولتاژ بالا تخلیه می شود.

مولد پالس ولتاژ بالا، شکل. 11.18، شامل یک ژنراتور مبتنی بر یک ترانزیستور unjunction به عنوان یک عنصر کنترل است.

برنج. 11.18. مدار یک ژنراتور پالس ولتاژ بالا با یک عنصر کنترل مبتنی بر یک ترانزیستور unjunction.

ولتاژ شبکه توسط پل دیود VD1 VD4 اصلاح می شود. امواج ولتاژ تصحیح شده توسط خازن C1 صاف می شود؛ جریان شارژ خازن در لحظه اتصال دستگاه به شبکه توسط مقاومت R1 محدود می شود. از طریق مقاومت R4، خازن S3 شارژ می شود. در همان زمان، یک ژنراتور پالس مبتنی بر ترانزیستور unjunction VT1 وارد عمل می شود. خازن "ماشه" آن C2 از طریق مقاومت های R3 و R6 از یک تثبیت کننده پارامتری (مقاومت بالاست R2 و دیودهای زنر VD5، VD6) شارژ می شود. به محض اینکه ولتاژ خازن C2 به مقدار معینی رسید، ترانزیستور VT1 سوئیچ می شود و یک پالس بازشو به انتقال کنترل تریستور VS1 ارسال می شود.

خازن SZ از طریق تریستور VS1 به سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور T1 تخلیه می شود. یک پالس ولتاژ بالا روی سیم پیچ ثانویه آن تشکیل می شود. نرخ تکرار این پالس ها با فرکانس ژنراتور تعیین می شود که به نوبه خود به پارامترهای زنجیره R3، R6 و C2 بستگی دارد. با استفاده از مقاومت تنظیم R6 می توانید ولتاژ خروجی ژنراتور را حدود 1.5 برابر تغییر دهید. در این حالت فرکانس پالس در محدوده 250 ... 1000 هرتز تنظیم می شود. علاوه بر این، ولتاژ خروجی هنگام انتخاب مقاومت R4 (از 5 تا 30 کیلو اهم) تغییر می کند.

توصیه می شود از خازن های کاغذی (C1 و SZ برای ولتاژ نامی حداقل 400 ولت) استفاده کنید. پل دیودی باید برای همان ولتاژ طراحی شود. به جای آنچه در نمودار نشان داده شده است، می توانید از تریستور T10-50 یا در موارد شدید KU202N استفاده کنید. دیودهای زنر VD5، VD6 باید ولتاژ تثبیت کلی حدود 18 ولت را ارائه دهند.

ترانسفورماتور بر اساس TVS-110P2 از تلویزیون های سیاه و سفید ساخته شده است. تمام سیم پیچ های اولیه برداشته می شوند و 70 دور سیم PEL یا PEV با قطر 0.5 ... 0.8 میلی متر روی فضای خالی پیچ می شوند.

مدار الکتریکی یک ژنراتور پالس ولتاژ بالا، شکل. 11.19، شامل یک ضریب ولتاژ دیود-خازن (دیود VD1، VD2، خازن C1 C4) است. خروجی آن یک ولتاژ ثابت تقریباً 600 ولت تولید می کند.

برنج. 11.19. مدار یک ژنراتور پالس ولتاژ بالا با دوبرابر کننده ولتاژ شبکه و یک ژنراتور پالس ماشه بر اساس یک ترانزیستور unjunction.

ترانزیستور unjunction VT1 نوع KT117A به عنوان عنصر آستانه دستگاه استفاده می شود. ولتاژ در یکی از پایه های آن توسط یک تثبیت کننده پارامتریک مبتنی بر دیود زنر VD3 از نوع KS515A (ولتاژ تثبیت 15 B) تثبیت می شود. از طریق مقاومت R4، خازن C5 شارژ می شود، و هنگامی که ولتاژ در الکترود کنترل ترانزیستور VT1 از ولتاژ پایه آن بیشتر شود، VT1 به حالت رسانا تغییر می کند و خازن C5 به الکترود کنترل تریستور VS1 تخلیه می شود.

هنگامی که تریستور روشن می شود، زنجیره خازن های C1 C4 که با ولتاژی در حدود 600 ... 620 ولت شارژ می شود، به سیم پیچ ولتاژ پایین ترانسفورماتور افزایش T1 تخلیه می شود. پس از این، تریستور خاموش می شود، فرآیندهای شارژ-تخلیه با فرکانس تعیین شده توسط ثابت R4C5 تکرار می شوند. مقاومت R2 جریان اتصال کوتاه را هنگام روشن شدن تریستور محدود می کند و در عین حال عنصری از مدار شارژ خازن های C1 C4 است.

مدار مبدل (شکل 11.20) و نسخه ساده شده آن (شکل 11.21) به اجزای زیر تقسیم می شود: فیلتر سرکوب شبکه (فیلتر تداخل). تنظیم کننده الکترونیکی؛ ترانسفورماتور فشار قوی

برنج. 11.20. مدار الکتریکی ژنراتور فشار قوی با محافظ برق.

برنج. 11.21. مدار الکتریکی ژنراتور فشار قوی با محافظ برق.

طرح در شکل 11.20 به شرح زیر عمل می کند. خازن SZ از طریق یکسو کننده دیود VD1 و مقاومت R2 به مقدار دامنه ولتاژ شبکه (310 ولت) شارژ می شود. این ولتاژ از سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور T1 به آند تریستور VS1 می گذرد. در امتداد شاخه دیگر (R1، VD2 و C2)، خازن C2 به آرامی شارژ می شود. هنگامی که در حین شارژ آن، ولتاژ شکست دینیستور VD4 (در 25...35 ولت) رسید، خازن C2 از طریق الکترود کنترل تریستور VS1 تخلیه شده و آن را باز می کند.

خازن SZ تقریباً فوراً از طریق تریستور باز VS1 و سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور T1 تخلیه می شود. جریان تغییر پالسی ولتاژ بالایی را در سیم پیچ ثانویه T1 القا می کند که مقدار آن می تواند از 10 کیلو ولت تجاوز کند. پس از تخلیه خازن SZ، تریستور VS1 بسته می شود و فرآیند تکرار می شود.

ترانسفورماتور تلویزیون به عنوان یک ترانسفورماتور ولتاژ بالا استفاده می شود که سیم پیچ اولیه از آن جدا می شود. برای سیم پیچ اولیه جدید، از سیم سیم پیچی با قطر 0.8 میلی متر استفاده می شود. تعداد نوبت 25.

برای ساخت سلف های فیلتر مانع L1، L2، هسته های فریت با فرکانس بالا به بهترین وجه مناسب هستند، به عنوان مثال، 600NN با قطر 8 میلی متر و طول 20 میلی متر، که هر یک تقریباً 20 دور سیم سیم پیچ با قطر 0.6 دارد. 0.8 میلی متر.

برنج. 11.22. مدار الکتریکی یک ژنراتور دو مرحله ای ولتاژ بالا با یک عنصر کنترل ترانزیستور اثر میدانی.

یک ژنراتور ولتاژ بالا دو مرحله ای (نویسنده آندرس استابان د لا پلازا) شامل یک مولد پالس ترانسفورماتور، یکسو کننده، یک مدار RC زمان بندی، یک عنصر کلیدی در تریستور (تریاک)، یک ترانسفورماتور رزونانس ولتاژ بالا و یک عملیات تریستور است. مدار کنترل (شکل 11.22).

آنالوگ ترانزیستور TIP41 KT819A.

یک مبدل ولتاژ ترانسفورماتور ولتاژ پایین با فیدبک متقاطع، که روی ترانزیستورهای VT1 و VT2 مونتاژ شده است، پالس هایی با فرکانس تکرار 850 هرتز تولید می کند. برای تسهیل عملکرد در هنگام جریان زیاد، ترانزیستورهای VT1 و VT2 روی رادیاتورهای مس یا آلومینیوم نصب می شوند.

ولتاژ خروجی حذف شده از سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور T1 مبدل ولتاژ پایین توسط پل دیودی VD1 VD4 اصلاح می شود و خازن های S3 و C4 را از طریق مقاومت R5 شارژ می کند.

آستانه سوئیچینگ تریستور توسط یک تنظیم کننده ولتاژ کنترل می شود که شامل یک ترانزیستور اثر میدان VTZ است.

علاوه بر این، عملکرد مبدل تفاوت قابل توجهی با فرآیندهای توصیف شده قبلی ندارد: شارژ / تخلیه دوره ای خازن ها در سیم پیچ ولتاژ پایین ترانسفورماتور رخ می دهد و نوسانات الکتریکی میرا ایجاد می شود. ولتاژ خروجی مبدل، هنگامی که در خروجی به عنوان ترانسفورماتور افزایش دهنده یک سیم پیچ احتراق از ماشین استفاده می شود، در فرکانس تشدید تقریباً 5 کیلوهرتز به 40 ... 60 کیلو ولت می رسد.

ترانسفورماتور T1 (ترانسفورماتور اسکن افقی خروجی) شامل 2x50 دور سیم با قطر 1.0 میلی متر است که به صورت دو رشته ای پیچیده می شود. سیم پیچ ثانویه شامل 1000 چرخش با قطر 0.20 ... 0.32 میلی متر است.

توجه داشته باشید که ترانزیستورهای دوقطبی و اثر میدانی مدرن را می توان به عنوان عناصر کلیدی کنترل شده استفاده کرد.

ژنراتور مسدود کننده HV (منبع تغذیه ولتاژ بالا) برای آزمایش - می توانید آن را در اینترنت خریداری کنید یا خودتان آن را بسازید. برای انجام این کار به قطعات زیاد و قابلیت کار با آهن لحیم کاری نیاز نداریم.

برای مونتاژ آن نیاز دارید:

1. ترانسفورماتور اسکن خطی TVS-110L، TVS-110PTs15 از تلویزیون‌های تیوب b/w و رنگی (هر اسکنر خطی)

2. 1 یا 2 خازن 16-50 ولت - 2000-2200 pF

3. 2 مقاومت 27 اهم و 270-240 اهم

4. 1-ترانزیستور 2T808A KT808 KT808A یا مشخصات مشابه. + رادیاتور خوب برای خنک کننده

5. سیم

6. آهن لحیم کاری

7. بازوهای صاف

و بنابراین ما آستر را می گیریم، آن را با دقت جدا می کنیم، سیم پیچ ثانویه ولتاژ بالا را ترک می کنیم، که شامل پیچ های زیادی از سیم نازک، یک هسته فریت است. سیم‌پیچ‌های خود را با سیم مسی لعاب‌دار در سمت آزاد دوم هسته فریت می‌پیچیم و قبلاً از مقوای ضخیم یک لوله در اطراف فریت درست کرده‌ایم.

اول: 5 پیچ به قطر تقریبی 1.5-1.7 میلی متر

دوم: 3 پیچ به قطر تقریبا 1.1 میلی متر

به طور کلی، ضخامت و تعداد چرخش می تواند متفاوت باشد. آنچه در دستم بود را ساختم.

مقاومت و یک جفت ترانزیستور دوقطبی قدرتمند npn - KT808a و 2t808a - در کمد پیدا شد. او نمی خواست رادیاتور بسازد - به دلیل اندازه بزرگ ترانزیستور، اگرچه تجربه بعدی نشان داد که قطعاً یک رادیاتور بزرگ مورد نیاز است.

برای تغذیه همه اینها، من یک ترانسفورماتور 12 ولت را انتخاب کردم؛ همچنین می توان آن را از یک باتری معمولی 12 ولت 7 آمپر تغذیه کرد. از یک یو پی اس (برای افزایش ولتاژ خروجی، می توانید نه 12 ولت بلکه مثلاً 40 ولت را تامین کنید، اما در اینجا باید به خنک کننده خوب ترنس فکر کنید، و چرخش سیم پیچ اولیه را نمی توان 5 کرد. -3 اما به عنوان مثال 7-5).

اگر قصد استفاده از ترانسفورماتور را دارید، برای تصحیح جریان AC به DC به پل دیودی نیاز دارید، پل دیودی را می توانید در منبع تغذیه رایانه پیدا کنید، همچنین می توانید خازن ها و مقاومت ها + سیم ها را در آنجا پیدا کنید.

در نتیجه خروجی 9-10 کیلوولت دریافت می کنیم.

من کل ساختار را در محفظه PSU قرار دادم. معلوم شد که کاملا جمع و جور است.

بنابراین، ما یک ژنراتور HV Blocking داریم که به ما این فرصت را می‌دهد تا آزمایش‌ها را انجام دهیم و ترانسفورماتور تسلا را اجرا کنیم.

ژنراتور پرقدرت فشار قوی (دستگاه کرلیان) 220/40000 ولت

ژنراتور ولتاژهایی تا 40000 ولت و حتی بیشتر تولید می کند که می تواند روی الکترودهایی که در پروژه های قبلی توضیح داده شد اعمال شود.

برای جلوگیری از شوک الکتریکی جدی ممکن است لازم باشد از یک صفحه شیشه ای یا پلاستیکی ضخیم تر در الکترود استفاده شود. اگرچه مدار قدرتمند است، جریان خروجی آن کم است و در صورت تماس با هر قسمت از دستگاه، خطر شوک کشنده را کاهش می دهد.

با این حال، هنگام دست زدن به آن باید بسیار مراقب باشید، زیرا احتمال برق گرفتگی را نمی توان رد کرد.

توجه! ولتاژ بالا خطرناک است. هنگام کار با این مدار بسیار مراقب باشید. داشتن تجربه با چنین دستگاه هایی توصیه می شود.

می‌توانید از ژنراتور در آزمایش‌های عکاسی Kirlian (عکاسی الکتریکی) و سایر آزمایش‌های ماوراء الطبیعه، مانند آزمایش‌هایی که شامل پلاسما یا یونیزاسیون هستند، استفاده کنید.

مدار از قطعات معمولی استفاده می کند و توان خروجی آن حدود 20 وات است.

در زیر به برخی از ویژگی های دستگاه اشاره شده است:

• ولتاژ منبع تغذیه - 117 ولت یا 220/240 ولت (شبکه AC).
• ولتاژ خروجی - تا 40 کیلو ولت (بسته به ترانسفورماتور ولتاژ بالا)؛
• توان خروجی - از 5 تا 25 وات (بسته به اجزای مورد استفاده)؛
• تعداد ترانزیستور - 1؛
• فرکانس کاری - از 2 تا 15 کیلوهرتز.

اصل عملیات

نمودار نشان داده شده در شکل. 2.63، شامل یک ژنراتور تک ترانزیستوری است که فرکانس کاری آن توسط خازن های C3 و C4 و اندوکتانس سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور ولتاژ بالا تعیین می شود.

برنج. 2.63 دستگاه کرلیان

این پروژه از یک ترانزیستور npn سیلیکونی با قدرت بالا استفاده می کند. برای حذف گرما، باید آن را روی یک رادیاتور به اندازه کافی بزرگ نصب کنید.

مقاومت های R1 و R2 توان خروجی را با تنظیم جریان ترانزیستور تعیین می کنند. نقطه عملکرد آن توسط مقاومت R3 تنظیم می شود. بسته به ویژگی های ترانزیستور، لازم است مقدار مقاومت R3 را به طور تجربی انتخاب کنید (باید در محدوده 270 ... 470 اهم باشد).

ترانسفورماتور خروجی افقی تلویزیون (ترانسفورماتور افقی) با هسته فریت به عنوان ترانسفورماتور فشار قوی استفاده می شود که فرکانس کاری را نیز تعیین می کند. سیم پیچ اولیه از 20 ... 40 دور سیم عایق معمولی تشکیل شده است. ولتاژ بسیار بالایی روی سیم پیچ ثانویه ایجاد می شود که در آزمایشات از آن استفاده خواهید کرد.

منبع تغذیه بسیار ساده است؛ این یکسوساز تمام موج با یک ترانسفورماتور کاهنده است. استفاده از ترانسفورماتور با سیم پیچ های ثانویه با ولتاژ 20...25 ولت و جریان 3...5 آمپر توصیه می شود.

مونتاژ

لیست عناصر در جدول آورده شده است. 2.13. از آنجایی که الزامات مونتاژ خیلی سختگیرانه نیست، در شکل 1. شکل 2.64 روش نصب را با استفاده از بلوک نصب نشان می دهد. این شامل قطعات کوچکی مانند مقاومت ها و خازن ها است که با نصب لولایی به هم متصل شده اند.

جدول 2.13. فهرست عناصر

قطعات بزرگ مانند ترانسفورماتور مستقیماً به محفظه پیچ می شوند.

بهتر است بدنه آن پلاستیکی یا چوبی باشد.

برنج. 2.64. نصب دستگاه

ترانسفورماتور ولتاژ بالا را می توان از تلویزیون سیاه و سفید یا رنگی که کار نمی کند جدا کرد. در صورت امکان، از تلویزیونی با قطر 21 اینچ یا بزرگتر استفاده کنید: هر چه کینسکوپ بزرگتر باشد، ترانسفورماتور خط تلویزیون باید ولتاژ بیشتری تولید کند.

مقاومت R1 و R2 - سیمی C1 - هر خازن با مقدار اسمی 1500...4700 µF.

بسیاری از ما حداقل یک بار در زندگی خود عکس هایی از ژنراتورهای ولتاژ بالا را در اینترنت یا در زندگی واقعی دیده ایم یا خودمان آنها را گرفته ایم. بسیاری از مدارهای ارائه شده در اینترنت بسیار قدرتمند هستند، ولتاژ خروجی آنها از 50 تا 100 کیلو ولت متغیر است. قدرت، مانند ولتاژ، نیز بسیار بالا است. اما تغذیه آنها مشکل اصلی است. منبع ولتاژ باید از توانی مناسب برای ژنراتور باشد و بتواند جریان زیادی را برای مدت طولانی ارائه دهد.

2 گزینه برای تغذیه ژنراتورهای ولتاژ بالا وجود دارد:

1) باتری،

2) منبع تغذیه برق.

گزینه اول به شما امکان می دهد دستگاه را دور از پریز برق اجرا کنید. با این حال، همانطور که قبلا ذکر شد، دستگاه انرژی زیادی مصرف می کند و بنابراین، باتری باید این قدرت را تامین کند (اگر می خواهید ژنراتور "در 100" کار کند). باتری های چنین قدرتی بسیار بزرگ هستند و دستگاهی با چنین باتری را نمی توان مستقل نامید. اگر برق از منبع شبکه تامین شود، دیگر نیازی به صحبت در مورد خودمختاری نیست، زیرا ژنراتور به معنای واقعی کلمه "نمی توان از پریز جدا شود."

دستگاه من کاملاً مستقل است ، زیرا مصرف زیادی از باتری داخلی ندارد ، اما به دلیل مصرف کم ، قدرت نیز عالی نیست - حدود 10-15 وات. اما شما می توانید یک قوس را از یک ترانسفورماتور دریافت کنید، ولتاژ آن حدود 1 کیلو ولت است. از ضریب ولتاژ به بالاتر - 10-15 کیلو ولت.

به طراحی نزدیک تر ...

از آنجایی که من این ژنراتور را برای اهداف جدی برنامه ریزی نکردم، تمام "داخل" آن را در یک جعبه مقوایی قرار دادم (هرچقدر هم خنده دار به نظر برسد، درست است. از شما می خواهم که طراحی من را به شدت قضاوت نکنید، زیرا من یک شخص نیستم. متخصص در فناوری ولتاژ بالا). دستگاه من دارای 2 باتری Li-ion با ظرفیت 2200 میلی آمپر ساعت است. آنها با استفاده از یک رگولاتور خطی 8 ولت شارژ می شوند: L7808. همچنین در کیس قرار دارد. دو شارژر نیز وجود دارد: از برق (12 ولت، 1250 میلی آمپر ساعت) و از فندک ماشین.

مدار تولید ولتاژ بالا خود از چندین بخش تشکیل شده است:

1) فیلتر ولتاژ ورودی،

2) یک اسیلاتور اصلی ساخته شده بر روی یک مولتی ویبراتور،

3) ترانزیستورهای قدرت،

4) ترانسفورماتور افزایش ولتاژ بالا (می خواهم توجه داشته باشم که هسته نباید شکاف داشته باشد؛ وجود شکاف منجر به افزایش مصرف جریان و در نتیجه خرابی ترانزیستورهای قدرت می شود).

همچنین می توانید یک ضریب ولتاژ متقارن یا... یک لامپ فلورسنت را به خروجی ولتاژ بالا وصل کنید، سپس ژنراتور ولتاژ بالا به چراغ قوه تبدیل می شود. اگرچه در واقع، در ابتدا قرار بود این دستگاه به عنوان چراغ قوه ساخته شود. مدار مبدل بر روی تخته نان ساخته شده است، در صورت تمایل می توانید یک برد مدار چاپی ایجاد کنید. حداکثر مصرف مدار تا 2-3 آمپر است، این باید در هنگام انتخاب سوئیچ ها در نظر گرفته شود. هزینه دستگاه بستگی به این دارد که قطعات را از کجا تهیه کرده اید. من بیشتر مجموعه کامل را در کشو یا جعبه ای برای نگهداری قطعات رادیویی پیدا کردم. من فقط مجبور شدم یک تثبیت کننده خطی L7808 بخرم، IVLM1-1/7 (در واقع برای سرگرمی آن را اینجا قرار دادم، اما از روی کنجکاوی ج خریدم)، همچنین مجبور شدم یک ترانسفورماتور الکترونیکی برای لامپ های هالوژن بخرم (فقط یک ترانسفورماتور گرفتم از آن). سیم سیم پیچ سیم پیچ ثانویه (فشرده، ولتاژ بالا) از یک ترانسفورماتور خط سوخته طولانی (TVS110PTs) گرفته شده است، و من به شما توصیه می کنم همین کار را انجام دهید. بنابراین سیم در ترانسفورماتورهای خط دارای ولتاژ بالا است و نباید مشکلی در خرابی عایق وجود داشته باشد. به نظر می رسد که ما نظریه را مرتب کرده ایم - حالا بیایید به تمرین برویم ...

ظاهر…

شکل 1 - نمای کنترل پنل:

1) شاخص های عملکرد

2) نشانگر وجود ولتاژ شارژ

3) ورودی از 8 تا 25 ولت (برای شارژ)

4) دکمه روشن کردن شارژ باتری (فقط زمانی که شارژر وصل است روشن شود)

5) سوئیچ باتری (موقعیت بالایی - اصلی، پایینی - یدکی)

6) سوئیچ فشار قوی ژنراتور

7) خروجی ولتاژ بالا

3 نشانگر عملکرد در پنل جلویی وجود دارد. تعداد زیادی از آنها در اینجا وجود دارد زیرا نشانگر هفت قسمتی حرف اول من است (اولین حرف نام من روی آن روشن می شود: "A"J)، LED های بالای سوئیچ و سوئیچ در ابتدا به عنوان نشانگرهای اضافی باتری برنامه ریزی شده بودند. شارژ شود، اما در مدار نشانگر مشکلی ایجاد شد و سوراخ های بدنه قبلاً ایجاد شده است. مجبور شدم LED ها را نصب کنم، اما فقط به عنوان نشانگر، تا ظاهر را خراب نکنم.

شکل 2 - نمای ولت متر و نشانگر:

8) ولت متر - ولتاژ باتری را نشان می دهد

9) نشانگر - IVLM1-1/7

10) فیوز (در برابر فعال شدن تصادفی)

من از روی کنجکاوی یک نشانگر خلاء نورانی نصب کردم، زیرا این اولین نشانگر من از این نوع است.

شکل 3 - نمای داخلی:

11) بدن

12) باتری (12.1 اصلی، 12.2 یدکی)

13) تثبیت کننده خطی 7808 (برای شارژ باتری)

14) برد مبدل

15) هیت سینک با ترانزیستور اثر میدانی KP813A2

در اینجا، من فکر می کنم چیزی برای توضیح وجود ندارد.

شکل 4 - شارژرها:

16) از شبکه 220 ولت. (12 ولت، 1250 میلی آمپر.)

17) از فندک ماشین

شکل 5 - بارگذاری برای AVVG:

18)9 دبلیولامپ فلورسنت

19) ضرب کننده ولتاژ "متقارن".

شکل 6 - نمودار شماتیک:

یو اس بی1- خروجی استانداردیو اس بی

خفاش1, 2 – لی- یون7.4 اینچ 2200 میلی آمپر ساعت (18650 X 2)

آر1، 2، 3، 4 - 820 اهم

آر5 - 100 KOhm

آر6، 7 - 8.2 اهم

آر8 تا 150 اهم

آر9، 12 - 510 اهم

آر10، 11 - 1 KOhm

L1 - هسته از سلف از یک لامپ کم مصرف، 10 دور هر یک 1.5 میلی متر.

سی1 - 470 µF 16 V.

سی2، 3 - 1000 µF قرن 16.

سی4، 5 - 47 nF 250 V.

سی6 - 3.2 nF 1.25 مربع

سی7 - 300 pF 1.6 کیلو ولت.

C8 - 470 pF 3 کیلو ولت.

C9، 10 - 6.3 nF

سی11، 12، 13، 14 - 2200 pF 5 کیلو ولت.

D1- LED قرمز

D2 – AL307EM

D3 – ALS307VM

VD1، 2، 3، 4 - KTs106G

H.L.1 - ZLS338B1

H.L.2 – NE2

H.L.3 - IVLM1-1/7

H.L.4 - LDS 9دبلیو

مدار مجتمع1 – L7808

S.B.1 - دکمه 1A

S.A.1 - سوئیچ 3A (بر- خاموشبا لامپ نئون)

S.A.2 - سوئیچ 6A (بر- بر)

S.A.3 - سوئیچ 1A (بر- خاموش)

PV1 –M2003-1

تی1- ترانسفورماتور افزایش دهنده:

سیم پیچ انفجاری: 372 دور PEV-2 0.14 میلی متر. R=38.6 اهم

سیم پیچ اولیه: 2 x 7 دور PEV-... 1mm. R=0.4 اهم

VT1 - KT819VM

VT2 - KP813A2

VT3، 4 - KT817B

تعداد کل قطعات: 53.

این مدار بدون چه چیزی می تواند کار کند، در واقع تعداد زیادی بدون آن وجود دارد: IC1، R1، 2، 3، 4، 5، 8، C1، 2، 3، 4، 5، 7، 8،

توضیحات نمودار:

منفی رایج است، از ورودی USB به برد مبدل می رود. نکات مثبت باتری ها به سوئیچ می رود ، از آن در حال حاضر یک خروجی به سوئیچ (SA1) و از آن به مبدل وجود دارد. امتیاز مثبت نیز به ولت متر (PV1)، از طریق یک مقاومت به کاتد نشانگر و به آندهای LED (یک مقاومت جداگانه برای هر LED) می رسد. شارژ پس از وارد شدن ولتاژ 8 تا 25 ولت به ورودی USB انجام می شود و همچنین پس از فشار دادن دکمه (SB1)، LED (D1) پس از تامین ولتاژ شارژ روشن می شود (شما می توانید فرآیند شارژ را با استفاده از آن کنترل کنید. یک ولت متر PV1).

سوئیچ بین باتری اصلی و یدکی با استفاده از یک سوئیچ (SA1) انجام می شود ، سپس برق به علاوه به سوئیچ (SA2) (از طریق سوئیچ SA3) ژنراتور می رود ، لامپ نئون (HL2) در داخل سوئیچ قرار دارد. در مرحله بعد، سرنخ های برق به یک بلوک از خازن ها و یک اسیلاتور اصلی ساخته شده بر روی یک مولتی ویبراتور (VT3, 4. C9, 10. R9, 10, 11, 12) عرضه می شود. ترانزیستورهای KT817B را می توان با هر آنالوگ دیگری جایگزین کرد. چه پالس هایی به پایه و دروازه ترانزیستورها ارسال می شود (VT1، VT2)، ترانزیستورها می توانند از آنالوگ های کمتر یا قدرتمندتری استفاده کنند. در اینجا از ترانزیستورهای اثر میدانی و دوقطبی استفاده می شود، این کار به منظور کاهش مصرف انجام می شود. پس از ترانسفورماتور، ولتاژ بالا به گروه های بخش آند نشانگر خلاء-شورایی و سپس به خروجی ولتاژ بالا می رسد.

مصرف (مثل چراغ قوه): در 1 دقیقه مدار باتری را 0.04 ولت (40 میلی ولت) تخلیه می کند. اگر ژنراتور به مدت 25 دقیقه کار کند، بنابراین 1 ولت (25*0.04) تخلیه می شود.

فوریه 20, 2014 در 6:27 ب.ظ

سرگرمی خطرناک: یک ژنراتور ولتاژ بالا که به راحتی قابل تکرار است

• DIY یا خودتان این کار را انجام دهید

• آموزش

ظهر بخیر، ساکنان خابروفسک عزیز.
این پست کمی غیر معمول خواهد بود.
در آن من به شما خواهم گفت که چگونه یک ژنراتور ولتاژ بالا ساده و نسبتاً قدرتمند (280000 ولت) بسازید. من مدار مولد مارکس را مبنا قرار دادم. ویژگی طرح من این است که آن را برای قطعات در دسترس و ارزان دوباره محاسبه کردم. علاوه بر این، خود مدار به راحتی قابل تکرار است (15 دقیقه طول کشید تا آن را جمع کنم)، نیازی به پیکربندی ندارد و اولین بار شروع می شود. به نظر من، این بسیار ساده تر از یک ترانسفورماتور تسلا یا یک ضرب کننده ولتاژ Cockroft-Walton است.

اصل عملیات

بلافاصله پس از روشن شدن، خازن ها شروع به شارژ می کنند. در مورد من، تا 35 کیلو ولت. به محض رسیدن ولتاژ به آستانه شکست یکی از برقگیرها، خازن ها از طریق برقگیر به صورت سری متصل می شوند که منجر به دو برابر شدن ولتاژ خازن های متصل به این برقگیر می شود. به همین دلیل، شکاف‌های جرقه باقی‌مانده تقریباً فوراً فعال می‌شوند و ولتاژ خازن‌ها افزایش می‌یابد. من از 12 مرحله استفاده کردم، یعنی ولتاژ باید در 12 ضرب شود (12 x 35 = 420). 420 کیلو ولت دبی تقریبا نیم متری است. اما در عمل با احتساب تمامی تلفات، طول تخلیه های حاصله 28 سانتی متر بوده که تلفات ناشی از ترشحات کرونا بوده است.

درباره جزئیات:

مدار خود ساده است و از خازن ها، مقاومت ها و برقگیرها تشکیل شده است. شما همچنین به یک منبع تغذیه نیاز خواهید داشت. از آنجایی که تمام قطعات ولتاژ بالا هستند، این سوال پیش می آید که آنها را از کجا تهیه کنیم؟ حالا اول از همه:

1 - مقاومت ها

مقاومت های مورد نیاز 100 کیلو اهم، 5 وات، 50000 ولت است.
من بسیاری از مقاومت های کارخانه را امتحان کردم، اما هیچ کدام نتوانست چنین ولتاژی را تحمل کند - قوس از بالای کیس عبور می کند و هیچ چیز کار نمی کند. جستجوی دقیق در گوگل پاسخ غیرمنتظره ای را به همراه داشت: صنعتگرانی که ژنراتور مارکس را برای ولتاژهای بیش از 100000 ولت مونتاژ می کردند، از مقاومت های مایع پیچیده، ژنراتور مارکس روی مقاومت های مایع، یا از مراحل زیادی استفاده می کردند. من چیز ساده تری می خواستم و از چوب مقاومت درست کردم.

دو شاخه یکنواخت از یک درخت نمناک را در خیابان قطع کردم (خشک ها جریان را هدایت نمی کنند) و شاخه اول را به جای گروهی از مقاومت ها در سمت راست خازن ها روشن کردم ، شاخه دوم را به جای گروهی از مقاومت ها روشن کردم. سمت چپ خازن ها معلوم شد که این دو شاخه با نتایج بسیار در فواصل مساوی است. من با پیچیدن سیم خالی روی شاخه ها نتیجه گیری کردم. تجربه نشان می دهد که چنین مقاومت هایی می توانند ولتاژ ده ها مگاولت (10000000 ولت) را تحمل کنند.

2 - خازن

اینجا همه چیز ساده تر است. من خازن هایی گرفتم که ارزان ترین در بازار رادیو بودند - K15-4، 470 pF، 30 کیلو ولت (با نام مستعار greensheets). آنها در تلویزیون های لوله ای استفاده می شدند، بنابراین اکنون می توانید آنها را در یک سایت جداسازی قطعات بخرید یا آنها را به صورت رایگان درخواست کنید. آنها ولتاژ 35 کیلوولت را به خوبی تحمل می کنند، حتی یک ولتاژ از آن عبور نکرده است.

3 - منبع تغذیه

من فقط نمی توانستم خودم را مجبور به جمع آوری مدار جداگانه برای تغذیه مولد مارکس خود کنم. زیرا روز گذشته همسایه من یک تلویزیون قدیمی "Electron TC-451" به من داد. آند کینسکوپ در تلویزیون های رنگی از ولتاژ ثابتی در حدود 27000 ولت استفاده می کند. سیم فشار قوی (مکش مکش) را از آند کینسکوپ جدا کردم و تصمیم گرفتم بررسی کنم که چه قوسی از این ولتاژ تولید می شود.

پس از بازی کافی با قوس، به این نتیجه رسیدم که مدار در تلویزیون کاملاً پایدار است، به راحتی می تواند بارهای اضافی را تحمل کند و در صورت اتصال کوتاه، حفاظت فعال می شود و چیزی نمی سوزد. مدار داخل تلویزیون ذخیره برق دارد و من توانستم آن را از 27 به 35 کیلو ولت اورکلاک کنم. برای این کار، تریمر R2 را در ماژول برق تلویزیون پیچاندم تا منبع تغذیه افقی از 125 به 150 ولت افزایش یابد که به نوبه خود منجر به افزایش ولتاژ آند به 35 کیلو ولت شد. هنگامی که سعی می کنید ولتاژ را حتی بیشتر افزایش دهید، ترانزیستور KT838A در اسکن افقی تلویزیون شکسته می شود، بنابراین نباید زیاده روی کنید.

فرآیند ساخت

با استفاده از سیم مسی خازن ها را به شاخه های درخت پیچ کردم. بین خازن ها باید 37 میلی متر فاصله وجود داشته باشد، در غیر این صورت ممکن است خرابی ناخواسته رخ دهد. من انتهای آزاد سیم را خم کردم تا 30 میلی متر بین آنها وجود داشته باشد - اینها برقگیرها خواهند بود.

یک بار دیدن بهتر از صد بار شنیدن است. ویدئویی را تماشا کنید که در آن به طور مفصل روند مونتاژ و عملکرد ژنراتور را نشان دادم:

ملاحضات امنیتی

باید مراقب باشید، زیرا مدار با ولتاژ ثابت کار می کند و تخلیه حتی یک خازن به احتمال زیاد کشنده خواهد بود. هنگام روشن کردن مدار، باید در فاصله کافی قرار داشته باشید زیرا الکتریسیته 20 سانتی متر یا حتی بیشتر در هوا نفوذ می کند. پس از هر خاموش شدن، همیشه باید تمام خازن ها (حتی آنهایی که در تلویزیون هستند) را با یک سیم خوب تخلیه کنید.

بهتر است تمام وسایل الکترونیکی را از اتاقی که در آن آزمایش ها انجام می شود حذف کنید. تخلیه ها پالس های الکترومغناطیسی قدرتمندی ایجاد می کنند. گوشی و کیبورد و مانیتوری که تو ویدیوم نشون داده از کار افتاده و دیگه قابل تعمیر نیست! حتی در اتاق بعدی دیگ گاز من خاموش شد.

شما باید از شنوایی خود محافظت کنید. صدای ترشحات شبیه شلیک گلوله است، سپس گوش های شما را صدا می کند.

اولین چیزی که وقتی آن را روشن می کنید احساس می کنید این است که چگونه هوای اتاق برق می گیرد. شدت میدان الکتریکی آنقدر زیاد است که هر موی بدن آن را احساس می کند.

ترشحات کرونا به وضوح قابل مشاهده است. درخشش آبی زیبا در اطراف قطعات و سیم ها.
همیشه یک شوک الکتریکی خفیف وجود دارد، گاهی اوقات شما حتی نمی‌دانید چرا: در را لمس کردید - جرقه‌ای پرید، خواستید قیچی را بردارید - قیچی شلیک کرد. در تاریکی متوجه شدم که جرقه ها بین اجسام فلزی مختلفی که به ژنراتور متصل نیستند می پرند: در کیفی با ابزار، جرقه ها بین پیچ گوشتی ها، انبردست ها و آهن لحیم کاری می پریدند.

چراغ ها خود به خود روشن می شوند، بدون سیم.

کل خانه بوی ازن می دهد، مثل پس از رعد و برق.

نتیجه

تمام قطعات حدود 50 UAH (5 دلار) قیمت دارند، این یک تلویزیون و خازن های قدیمی است. اکنون من در حال توسعه یک طرح اساساً جدید با هدف به دست آوردن تخلیه کنتور بدون هزینه های خاص هستم. می‌پرسید: کاربرد این طرح چیست؟ من پاسخ می دهم که برنامه های کاربردی وجود دارد، اما آنها باید در یک موضوع دیگر مورد بحث قرار گیرند.

برای من همین است، هنگام کار با ولتاژ بالا مراقب باشید.