Teknologi voltan tinggi adalah arah khas dalam elektronik, yang mempunyai semangat, estetika dan ciri yang tersendiri. Beribu-ribu peminat di seluruh dunia sedang membina pelbagai reka bentuk, dari pengganda mudah kepada penjana Van de Graaff yang besar dan gegelung Tesla - sebagai peraturan, semua peranti ini tidak mempunyai sebarang aplikasi praktikal, nilainya terletak tepat pada penciptaan warna-warni tinggi- nyahcas voltan.
Elemen paling berpatutan yang mampu menjana voltan tinggi dengan yakin boleh dipanggil pengubah talian - elemen ini terdapat dalam mana-mana TV CRT; pada masa ini, harga pengubah tersebut menjadi sangat rendah, memandangkan TV CRT secara beransur-ansur menjadi sesuatu yang menarik. masa lalu. Dua jenis pengubah sedemikian boleh dibezakan - TDKS, dengan pengganda terbina dalam, dan TVS - pengubah "telanjang", yang mana pengganda boleh disambungkan secara berasingan.Dalam kedua-dua kes, untuk membuat pengubah sedemikian menghasilkan voltan tinggi, litar khas diperlukan yang akan "mengepam" belitan utamanya dengan voltan frekuensi tinggi; frekuensi ini boleh berbeza antara 1-100 kHz. Terdapat sebilangan besar litar serupa di Internet, selalunya litar hujung tunggal yang mudah menggunakan hanya satu transistor berkuasa, yang menutup dan membuka litar penggulungan utama pengubah talian dengan frekuensi yang diperlukan - litar sedemikian, walaupun mudah, mempunyai kecekapan yang agak rendah (transistor menjadi sangat panas) dan kuasa yang rendah, oleh itu, jangan biarkan potensi penuh pengubah didedahkan dan kuasa maksimum yang mungkin dikeluarkan daripadanya - dan panjang, kekuatan dan kecerahan pelepasan secara langsung bergantung kepada kuasa.
Skim
Litar yang dibentangkan dalam artikel ini ialah penukar separuh jambatan klasik berdasarkan litar mikro IR2153; ia boleh menghasilkan banyak kuasa dalam beban - sehingga 500 watt apabila menggunakan transistor yang sesuai pada output, dan dengan pengubahsuaian kecil walaupun beberapa kilowatt. Pada masa yang sama, litar itu sendiri kelihatan sangat mudah untuk dipasang, tidak mengandungi unsur mahal dan sangat boleh diulang.
Beban litar adalah induktansi L1 - dalam kes kami ia adalah penggulungan utama pengubah talian. Tetapi juga berdasarkan litar ini, adalah mungkin untuk memasang pelbagai peranti lain yang memerlukan voltan frekuensi tinggi dan amplitud yang besar, sebagai contoh, pemanas aruhan. Untuk kejelasan, gambar di bawah menunjukkan bentuk isyarat pada output litar tanpa beban bersambung - denyutan segi empat tepat yang hampir ideal.
Sedikit tentang butiran dan operasi penukar
Litar mikro IR2153 bertindak sebagai penjana nadi segi empat tepat tolak tarik - ia adalah tolak-tarik kerana terdapat dua output (pin 5 dan 7) dan litar mikro secara serentak mengawal dua transistor kesan medan, lengan atas dan bawah. Litar mikro ini tidak kekurangan; beberapa bekalan kuasa rangkaian dan peranti pensuisan lain dibina berdasarkannya; harga untuknya di kedai komponen radio biasanya tidak melebihi 100 rubel. Litar mikro ini mudah kerana ia sudah mengandungi diod zener di dalam, yang membolehkan litar mikro dikuasakan daripada voltan yang sama seperti beban - voltan ini untuk operasi separuh jambatan yang berkesan hendaklah 100-300 volt, oleh itu, tambahan sumber voltan rendah tidak diperlukan untuk menggerakkan bahagian logik litar . Perintang yang mengehadkan arus melalui diod zener litar mikro ialah R1 - nilainya ditandakan dengan asterisk dalam rajah. Rintangan perintang ini akan bergantung pada voltan bekalan keseluruhan litar - semakin tinggi voltan bekalan, semakin tinggi nilai rintangannya; anda boleh mengira nilai tepat untuk sebarang voltan bekalan dengan menggunakan kalkulator untuk mengira perintang diod zener . Penarafan yang ditunjukkan dalam rajah adalah sesuai untuk voltan bekalan 250 volt. Ia juga harus diambil kira bahawa beberapa kuasa akan hilang pada perintang ini, jadi perlu menggunakan sama ada satu perintang 1-3 watt, atau beberapa kuasa rendah secara selari, seperti yang dilakukan pada papan litar bercetak. Kapasitor C2 berfungsi untuk menapis voltan bekalan litar mikro; nilainya boleh dari 100 hingga 220 μF, voltan sekurang-kurangnya 25 volt.Kapasitor C1 ialah bekalan kuasa voltan tinggi; anda tidak seharusnya berhemat pada kapasitinya, kerana kuasa pada beban akan bergantung padanya - jika kapasiti terlalu kecil, pengurangan kuasa mungkin berlaku dan kuasa akan berkurangan. Nilai optimum ialah 470-680 uF; ambil perhatian bahawa kapasitor ini mesti direka bentuk untuk voltan bekalan tinggi + sedikit margin.
Rantaian elemen R2-C3 menetapkan frekuensi, jadi adalah penting untuk menggunakan kapasitor frekuensi tinggi berkualiti tinggi di sini; kapasitor filem biasa akan berfungsi. Semakin besar kapasitansi kapasitor, semakin rendah frekuensi operasi litar; pada penarafan yang ditunjukkan ia adalah lebih kurang sama dengan 80 kHz. Anda boleh memasang litar dengan frekuensi tetap, tetapi hasil terbaik boleh diperolehi jika anda boleh melaraskan frekuensi, jadi bukannya perintang malar, saya mengesyorkan memasang perapi 20 kOhm; julat pelarasan frekuensi juga boleh dipilih oleh kemuatan kapasitor. Kapasitor C4 - adalah dinasihatkan untuk menggunakan kapasitor tantalum bukan kutub dengan kapasiti 20-30 μF, tetapi kapasitor elektrolitik biasa akan berfungsi. Perintang R3, R4 berfungsi untuk mengehadkan arus dalam gerbang transistor, sesuai untuk 10-30 Ohm.
Perhatian khusus harus diberikan kepada pilihan transistor kuasa, kerana merekalah yang akan menukar beban dan kedua-dua kecekapan litar dan kebolehpercayaannya akan bergantung kepada mereka. Pilihan yang paling murah, tetapi bukan yang paling berkuasa ialah IRF630 - ia sesuai untuk beroperasi pada voltan tidak lebih daripada 150 volt dengan kuasa yang tidak terlalu banyak, saya menggunakannya.Anda boleh menggunakan hampir semua transistor kesan medan yang berkuasa di sini; apabila memilih, anda harus mengambil kira voltan operasi maksimum, rintangan arus dan saluran terbuka. Pilihan yang sesuai juga ialah IRF740, IRF840, IRFP450, IRFP460, dua yang terakhir lebih mahal, tetapi akan membolehkan anda beroperasi pada kuasa yang lebih tinggi, sehingga 500 watt. Kapasitor C5 dan C6 membentuk pembahagi voltan, yang diperlukan untuk operasi penukar separuh jambatan; kapasitor filem dengan kapasiti 1-2 μF boleh digunakan di sini; voltan operasinya juga mesti direka untuk voltan bekalan + beberapa simpanan. VD1 ialah diod; anda perlu menggunakan di sini bukan diod biasa, tetapi yang sangat pantas, contohnya UF4007 dan yang serupa.
Pemasangan penukar
Seluruh litar dipasang pada papan litar bercetak, yang dilampirkan pada artikel. Sila ambil perhatian bahawa litar adalah "berubah-ubah" dari segi pendawaian; versi papan ini diuji, tiada artifak dikesan dalam kerja di atasnya. Papan dibuat menggunakan kaedah LUT standard, gambar-gambar proses membuat papan dan mengelak bahagian-bahagiannya ada di bawah.
Beberapa perkataan mengenai belitan utama - ia mesti dililitkan pada teras ferit pengubah sendiri, kerana belitan primer standard tidak direka untuk kuasa tinggi. Penggulungan tidak mengambil banyak masa, hanya 30-40 pusingan dawai tembaga enamel sudah cukup, keratan rentasnya tidak boleh terlalu kecil, jika tidak, kerugian akan berlaku. Penggulungan yang terhasil mesti disambungkan ke papan dengan wayar, dan panjangnya tidak boleh terlalu panjang.
Seperti yang anda fikirkan, voltan tinggi dikeluarkan dari terminal "panas" pengubah, yang biasanya boleh dikenal pasti dengan penebat tebal.Sentuhan negatif pada TDKS terletak di bahagian bawah kes bersama-sama dengan semua terminal lain; ia mudah dicari - lihat sahaja kenalan mana arka akan menyala apabila terminal "panas" didekati. Sila ambil perhatian bahawa bahagian bawah TDKS dalam gambar telah menghitam - ia terbentuk semasa TDKS berfungsi dengan litar separuh jambatan ini, kerana pengubah digunakan hampir ke had keupayaannya, kadangkala kerosakan berlaku di antara terminalnya yang berbeza. . Untuk mengelakkannya, anda harus mengisi semua terminal dengan sebatian dielektrik, dan keluarkan hanya wayar negatif yang diperlukan dengan wayar berasingan.
Keseluruhan struktur mesti dikuasakan daripada sumber dengan kuasa yang sesuai; ia adalah mudah jika voltan bekalan boleh dilaraskan. Dalam kes saya, sumber kuasa adalah pengubah lama TV tiub TS-160 mereka; untuk pembetulan, jambatan diod dengan kapasitor pada papan kecil disambungkan secara berasingan, ia boleh dilihat dalam foto.
Walaupun transistor "kuasa rendah" seperti IRF630 dalam litar ini tidak menjadi sangat panas; selepas beberapa minit operasi berterusan mereka hanya kekal hangat pada radiator kecil. Walaupun pelesapan haba adalah kecil, terutamanya apabila menggunakan, sebagai contoh, IRFP450-560, radiator kecil seperti dalam foto untuk kebolehpercayaan tidak akan berlebihan. Pandangan umum reka bentuk:
Gambar penutup - yang menggambarkan arka voltan tinggi, serta video. Voltan pecahan udara adalah lebih kurang 3 sentimeter. Seperti yang dapat dilihat dalam video, jika elektrod voltan tinggi diletakkan pada jarak tertentu antara satu sama lain, arka tidak terbakar, dan pengubah beroperasi melahu, manakala nyahcas violet disalurkan dari terminal "panas", juga seperti dari perumahan itu sendiri - apabila ia muncul, adalah dinasihatkan untuk mengasingkan semua tempat kerosakan yang mungkin oleh sebatian dielektrik.Sila ambil perhatian bahawa TDKS bukan sahaja mempunyai voltan tinggi, tetapi juga kuasa yang mencukupi untuk menyebabkan kecederaan elektrik jika anda menyentuh terminal voltan tinggi dengan tangan anda. Sentuhan tidak diperlukan untuk lengkok berlaku, memandangkan jarak pecahan yang agak besar. Ia juga harus diingat bahawa selepas mematikan litar, voltan tinggi pada output TDKS masih kekal, kerana terdapat kapasitor di dalamnya, jadi selepas mematikan terminal voltan tinggi harus disambungkan antara satu sama lain untuk melepaskan kapasitor ini. Selamat membina!
