Ang mataas na boltahe na teknolohiya ay isang espesyal na direksyon sa electronics, na may sarili nitong natatanging espiritu, aesthetics at mga tampok. Libu-libong mahilig sa buong mundo ang gumagawa ng iba't ibang disenyo, mula sa mga simpleng multiplier hanggang sa malalaking Van de Graaff generator at Tesla coils - bilang panuntunan, ang lahat ng mga device na ito ay walang anumang praktikal na aplikasyon, ang kanilang halaga ay tiyak na nakasalalay sa paglikha ng makulay na high- mga paglabas ng boltahe.
Ang pinaka-abot-kayang elemento na may kakayahang makabuo ng mataas na boltahe ay may kumpiyansa na matatawag na line transformer - ang elementong ito ay naroroon sa anumang CRT TV; sa ngayon, ang presyo ng naturang mga transformer ay nagiging napakababa, dahil ang mga CRT TV ay unti-unting nagiging isang bagay ng ang nakaraan. Dalawang uri ng naturang mga transformer ang maaaring makilala - TDKS, na may built-in na multiplier, at TVS - isang "hubad" na transpormer, kung saan ang multiplier ay maaaring konektado nang hiwalay.Sa parehong mga kaso, upang makagawa ng mataas na boltahe ang naturang transpormer, kinakailangan ang isang espesyal na circuit na "magbomba" sa pangunahing paikot-ikot na boltahe nito na may mataas na dalas ng boltahe; ang dalas na ito ay maaaring mag-iba sa pagitan ng 1-100 kHz. Mayroong isang malaking bilang ng mga katulad na mga circuit sa Internet, madalas na mga simpleng single-ended na mga circuit gamit lamang ang isang malakas na transistor, na nagsasara at nagbubukas ng circuit ng pangunahing paikot-ikot ng isang line transpormer na may kinakailangang dalas - tulad ng mga circuit, bagaman simple, ay may medyo mababang kahusayan (ang transistor ay nagiging napakainit) at mababa ang kapangyarihan, kaya, huwag pahintulutan ang buong potensyal ng transpormer na maihayag at ang pinakamataas na posibleng kapangyarihan na maalis mula dito - at ang haba, lakas at liwanag ng Ang mga discharge ay direktang nakasalalay sa kapangyarihan.
Scheme
Ang circuit na ipinakita sa artikulong ito ay isang klasikong half-bridge converter batay sa IR2153 microcircuit; maaari itong bumuo ng maraming kapangyarihan sa pagkarga - hanggang sa 500 watts kapag gumagamit ng naaangkop na mga transistor sa output, at may mga menor de edad na pagbabago kahit isang ilang kilowatts. Kasabay nito, ang circuit mismo ay mukhang napaka-simple upang mag-ipon, hindi naglalaman ng anumang mga mamahaling elemento at lubos na nauulit.
Ang pag-load ng circuit ay inductance L1 - sa aming kaso ito ang pangunahing paikot-ikot ng transpormer ng linya. Ngunit batay din sa circuit na ito, posible na mag-ipon ng iba't ibang iba pang mga aparato na nangangailangan ng mataas na dalas ng boltahe at malaking amplitude, halimbawa, isang induction heater. Para sa kalinawan, ang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng hugis ng signal sa output ng circuit na walang konektadong pagkarga - halos perpektong hugis-parihaba na pulso.
Kaunti tungkol sa mga detalye at pagpapatakbo ng converter
Ang IR2153 microcircuit ay gumaganap bilang isang push-pull rectangular pulse generator - ito ay push-pull dahil mayroong dalawang output (pins 5 at 7) at ang microcircuit ay sabay na kinokontrol ang dalawang field-effect transistors, ang upper at lower arm. Ang microcircuit na ito ay hindi kulang sa supply; ang ilang mga power supply ng network at iba pang mga switching device ay binuo batay dito; ang presyo para dito sa mga tindahan ng mga bahagi ng radyo ay karaniwang hindi lalampas sa 100 rubles. Ang microcircuit na ito ay maginhawa dahil naglalaman na ito ng zener diode sa loob, na nagpapahintulot sa microcircuit na mapatakbo mula sa parehong boltahe tulad ng pagkarga - ang boltahe na ito para sa epektibong operasyon ng kalahating tulay ay dapat na 100-300 volts, kaya, isang karagdagang mababang-boltahe na pinagmulan ay hindi kinakailangan upang paganahin ang lohikal na bahagi ng circuit. Ang risistor na naglilimita sa kasalukuyang sa pamamagitan ng zener diode ng microcircuit ay R1 - ang halaga nito ay minarkahan ng asterisk sa diagram. Ang paglaban ng risistor na ito ay depende sa boltahe ng supply ng buong circuit - mas mataas ang boltahe ng supply, mas mataas ang halaga ng paglaban; maaari mong kalkulahin ang eksaktong halaga para sa anumang boltahe ng supply sa pamamagitan ng paggamit ng calculator upang makalkula ang zener diode resistor . Ang rating na ipinahiwatig sa diagram ay angkop para sa isang boltahe ng supply na 250 volts. Dapat ding isaalang-alang na ang ilang kapangyarihan ay mawawala sa risistor na ito, kaya kinakailangan na gumamit ng alinman sa isang 1-3 watt na risistor, o ilang mga mababang-kapangyarihan na kahanay, tulad ng ginawa sa isang naka-print na circuit board. Ang Capacitor C2 ay nagsisilbi upang i-filter ang supply boltahe ng microcircuit; ang halaga nito ay maaaring mula 100 hanggang 220 μF, ang boltahe ay hindi bababa sa 25 volts.Ang Capacitor C1 ay isang mataas na boltahe na supply ng kuryente; hindi ka dapat magtipid sa kapasidad nito, dahil ang kapangyarihan sa pagkarga ay nakasalalay dito - kung ang kapasidad ay masyadong maliit, maaaring mangyari ang mga pagkawala ng kuryente at bababa ang kapangyarihan. Ang pinakamainam na halaga ay magiging 470-680 uF; tandaan na ang kapasitor na ito ay dapat na idinisenyo para sa isang mataas na boltahe ng supply + ilang margin.
Itinatakda ng kadena ng mga elementong R2-C3 ang dalas, kaya mahalagang gumamit ng de-kalidad na high-frequency capacitor dito; isang regular na film capacitor ang gagawa. Ang mas malaki ang kapasidad ng kapasitor, mas mababa ang operating frequency ng circuit; sa ipinahiwatig na mga rating ito ay humigit-kumulang katumbas ng 80 kHz. Maaari kang mag-ipon ng isang circuit na may isang nakapirming dalas, ngunit ang pinakamahusay na mga resulta ay maaaring makuha kung maaari mong ayusin ang dalas, kaya sa halip na isang pare-pareho ang risistor, inirerekumenda ko ang pag-install ng isang 20 kOhm trimmer; ang hanay ng mga pagsasaayos ng dalas ay maaari ding mapili ng kapasidad ng kapasitor. Capacitor C4 - ipinapayong gumamit ng non-polar tantalum capacitor na may kapasidad na 20-30 µF, ngunit isang regular na electrolytic ang gagawin. Ang mga resistors R3, R4 ay nagsisilbi upang limitahan ang kasalukuyang sa mga pintuan ng mga transistors, na angkop para sa 10-30 Ohms.
Ang partikular na atensyon ay dapat bayaran sa pagpili ng mga transistor ng kapangyarihan, dahil sila ang magpapalit ng pagkarga at pareho ang kahusayan ng circuit at ang pagiging maaasahan nito ay nakasalalay sa kanila. Ang pinakamurang, ngunit hindi ang pinakamakapangyarihang opsyon ay ang IRF630 - angkop ang mga ito para sa pagpapatakbo sa mga boltahe na hindi hihigit sa 150 volts na walang labis na kapangyarihan, ginagamit ko ang mga ito.Maaari mong gamitin ang halos anumang malakas na field-effect transistors dito; kapag pumipili, dapat mong isaalang-alang ang kanilang maximum na operating boltahe, kasalukuyang at open-channel na pagtutol. Ang mga angkop na opsyon ay magiging IRF740, IRF840, IRFP450, IRFP460, ang huling dalawa ay mas mahal, ngunit magbibigay-daan sa iyo na gumana sa mas mataas na kapangyarihan, hanggang sa 500 watts. Ang mga capacitor C5 at C6 ay bumubuo ng isang divider ng boltahe, na kinakailangan para sa pagpapatakbo ng isang half-bridge converter; ang mga film capacitor na may kapasidad na 1-2 μF ay maaaring gamitin dito; ang kanilang operating boltahe ay dapat ding idinisenyo para sa supply boltahe + ilang reserba. Ang VD1 ay isang diode; kailangan mong gamitin dito hindi mga ordinaryong diode, ngunit ang mga ultra-mabilis, halimbawa UF4007 at mga katulad nito.
Pagpupulong ng converter
Ang buong circuit ay binuo sa isang naka-print na circuit board, na naka-attach sa artikulo. Mangyaring tandaan na ang circuit ay "pabagu-bago" sa mga tuntunin ng mga kable; ang bersyon na ito ng board ay nasubok, walang mga artifact na nakita sa trabaho dito. Ang board ay ginawa gamit ang karaniwang paraan ng LUT, ang mga larawan ng proseso ng paggawa ng board at pag-seal ng mga bahagi ay nasa ibaba.
Ang ilang mga salita tungkol sa pangunahing paikot-ikot - dapat itong sugat sa ferrite core ng transpormer sa iyong sarili, dahil ang mga karaniwang pangunahing windings ay hindi idinisenyo para sa mataas na kapangyarihan. Ang paikot-ikot ay hindi tumatagal ng maraming oras, 30-40 na pagliko lamang ng enameled copper wire ay sapat na, ang cross-section nito ay hindi dapat masyadong maliit, kung hindi man ay magaganap ang mga pagkalugi. Ang resultang paikot-ikot ay dapat na konektado sa board na may mga wire, at ang kanilang haba ay hindi dapat masyadong mahaba.
Tulad ng maaari mong hulaan, ang mataas na boltahe ay tinanggal mula sa "mainit" na terminal ng transpormer, na kadalasang makikilala sa pamamagitan ng makapal na pagkakabukod.Ang negatibong contact sa TDKS ay matatagpuan sa ibabang bahagi ng kaso kasama ang lahat ng iba pang mga terminal; madali itong mahanap - tingnan lamang kung aling contact ang magliliwanag kapag ang "mainit" na terminal ay nilapitan. Pakitandaan na ang ibabang bahagi ng TDKS sa larawan ay nag-blackening - nabuo ang mga ito noong ang TDKS ay gumagana sa kalahating tulay na circuit na ito, dahil ang transpormer ay ginagamit halos sa limitasyon ng mga kakayahan nito, kung minsan ang mga pagkasira ay nangyayari sa pagitan ng iba't ibang mga terminal nito. . Upang maiwasan ang mga ito, dapat mong punan ang lahat ng mga terminal ng isang dielectric compound, at ilabas lamang ang kinakailangang negatibong kawad na may hiwalay na kawad.
Ang buong istraktura ay dapat na pinapagana mula sa isang mapagkukunan na may naaangkop na kapangyarihan; ito ay maginhawa kung ang supply boltahe ay maaaring iakma. Sa aking kaso, ang pinagmumulan ng kapangyarihan ay ang lumang transpormer ng kanilang TS-160 tube TV; para sa pagwawasto, isang diode bridge na may mga capacitor sa isang maliit na board ay hiwalay na konektado, makikita ito sa larawan.
Kahit na ang mga transistor na "mababang-kapangyarihan" tulad ng IRF630 sa circuit na ito ay hindi masyadong mainit; pagkatapos ng ilang minuto ng tuluy-tuloy na operasyon, nananatili silang mainit-init lamang sa maliliit na radiator. Bagaman maliit ang pagwawaldas ng init, lalo na kapag ginagamit, halimbawa, IRFP450-560, ang mga maliliit na radiator tulad ng sa larawan para sa pagiging maaasahan ay hindi magiging labis. Pangkalahatang view ng disenyo:
Mga larawang pangwakas - na naglalarawan ng mga high-voltage arc, pati na rin ang video. Ang breakdown boltahe ng hangin ay humigit-kumulang 3 sentimetro. Tulad ng makikita sa video, kung ang mga electrodes na may mataas na boltahe ay inilalagay sa isang tiyak na distansya mula sa isa't isa, ang arko ay hindi nasusunog, at ang transpormer ay nagpapatakbo ng idle, habang ang mga violet discharges ay na-corona mula sa "mainit" na terminal nito, pati na rin. mula sa pabahay mismo - kapag lumitaw ang mga ito, ipinapayong ihiwalay ang lahat ng posibleng mga lugar ng pagkasira sa pamamagitan ng dielectric compound.Pakitandaan na ang TDKS ay hindi lamang may mataas na boltahe, ngunit mayroon ding sapat na kapangyarihan upang magdulot ng pinsala sa kuryente kung hinawakan mo ang mga terminal na may mataas na boltahe gamit ang iyong mga kamay. Hindi na kailangan ang pagpindot para magkaroon ng arko, dahil sa medyo malaking distansya ng breakdown. Dapat ding tandaan na pagkatapos i-off ang circuit, ang mataas na boltahe sa output ng TDKS ay nananatili pa rin, dahil mayroong isang kapasitor sa loob, kaya pagkatapos na patayin ang mga terminal na may mataas na boltahe ay dapat na konektado sa isa't isa upang ma-discharge ang kapasitor na ito. Maligayang gusali!
