ژنراتور ولتاژ بالا. ژنراتور ولتاژ بالا با استفاده از یک ترانزیستور ژنراتور ولتاژ بالا را خودتان انجام دهید

ژنراتور بسته به ولتاژ منبع تغذیه، پالس های ولتاژ بالا با دامنه تا 25 کیلو ولت تولید می کند. این می تواند توسط یک باتری گالوانیکی 6 ولت (چهار سلول نوع A)، یک باتری 6 ... 12 ولت، منبع تغذیه داخل خودرو یا منبع تغذیه آزمایشگاهی تا 15 ولت تغذیه شود. دامنه کاربردها بسیار گسترده است: نرده های برقی در مزرعه حیوانات، فندک گازی، دستگاه محافظ الکتروشوک و غیره. در ساخت چنین دستگاه هایی، بیشترین مشکلات توسط ترانسفورماتور ولتاژ بالا ایجاد می شود.

حتی اگر با موفقیت ساخته شود، قابل اعتماد نیست و اغلب به دلیل رطوبت یا به دلیل خرابی عایق بین سیم پیچ ها از کار می افتد. تلاش برای ساخت یک ژنراتور ولتاژ بالا بر اساس یک ضرب کننده ولتاژ دیود نیز همیشه نتیجه مثبتی به همراه ندارد.

ساده ترین راه استفاده از یک ترانسفورماتور ولتاژ بالا آماده - یک سیم پیچ احتراق خودرو از یک ماشین با سیستم جرقه زنی کلاسیک است. این ترانسفورماتور بسیار قابل اعتماد است و می تواند حتی در نامطلوب ترین شرایط میدانی کار کند. طراحی کویل احتراق برای عملکرد سخت در هر شرایط آب و هوایی طراحی شده است.

نمودار شماتیک ژنراتور در شکل نشان داده شده است. یک مولتی ویبراتور نامتقارن روی ترانزیستورهای VT1 و VT2 ساخته شده است؛ پالس هایی با فرکانس حدود 500 هرتز تولید می کند. این پالس ها از طریق بار جمع کننده ترانزیستور VT2 - سیم پیچ اولیه سیم پیچ احتراق جریان می یابد. در نتیجه، یک ولتاژ ولتاژ بالا پالسی متناوب در سیم پیچ ثانویه آن القا می شود که تعداد چرخش های قابل توجهی بیشتری دارد.

این ولتاژ به شکاف جرقه اگر وسیله دفاع شخصی یا فندک گازی باشد یا به حصار برقی تامین می شود. در این حالت، ولتاژ از ترمینال مرکزی سیم پیچ احتراق (از پایانه ای که ولتاژ از آن به توزیع کننده و شمع ها تامین می شود) به حصار وارد می شود و مثبت مشترک مدار باید به زمین متصل شود.

اگر از ژنراتور به عنوان وسیله ای برای دفاع از خود استفاده شود، ساختن آن به شکل چوب راحت تر است. یک لوله پلاستیکی یا فلزی با قطری بردارید که سیم پیچ احتراق با بدنه فلزی آن محکم در آن قرار گیرد. در فضای باقی مانده از لوله، باتری ها و ترانزیستورها را قرار دهید. S1 در این مورد دکمه ابزار است. قسمت بالایی بدنه قرقره باید دوباره ساخته شود.

استفاده از یک دوشاخه قدیمی برای شبکه 220 ولت، با کنتاکت های پیچ دار راحت تر است. سوراخ سیم در آن باید سوراخ شود تا قسمتی از سیم پیچ احتراق با یک تماس ولتاژ بالا محکم در آن قرار گیرد. سپس باید سیم های نصب را از این کنتاکت و از پلاس کلی مدار جدا کنید و در امتداد لبه های دوشاخه، آنها را به کنتاکت های پین دوشاخه بیاورید.

سپس این دوشاخه را باید با چسب اپوکسی در سوراخ سوراخ شده برای سیم پوشانده و روی بدنه پلاستیکی کنتاکت فشار قوی سیم پیچ محکم فشار دهید. شما باید گلبرگ های تخلیه را زیر کنتاکت های پین دوشاخه پیچ کنید که فاصله بین آنها باید حدود 15 میلی متر باشد.

سیم پیچ احتراق می تواند هر چیزی از یک سیستم احتراق تماسی (برای احتراق الکترونیکی مناسب نیست)، ترجیحاً وارداتی باشد - از نظر اندازه و عملکرد کوچکتر است.

تنظیم شامل انتخاب مقدار R1 است تا تخلیه الکتریکی قابل اعتمادی بین گلبرگ های تخلیه وجود داشته باشد.

کویل های ارتباطی و جمع کننده با سیم 0.5-0.8 میلی متر پیچیده می شوند. برای سیم پیچ ولتاژ بالا هر سیمی با ضخامت 0.15-0.3 میلی متر و تقریباً 1000 چرخش می گیریم. در انتهای "گرم" سیم پیچ ولتاژ بالا، ما چنین مارپیچی را قرار می دهیم - همه چیز مانند یک تسلا واقعی است. در نسخه من، من از یک ترانسفورماتور 10 ولت 1 آمپر برق گرفتم.

البته با منبع تغذیه 24 ولت و بالاتر، طول تخلیه تاج به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. پس از سیم پیچ ثانویه یک یکسو کننده و یک خازن 1000uF 25 ولت وجود دارد. ترانزیستور برای ژنراتور KT805IM استفاده شد. برای نمودار موجود در آرشیو

و اکنون عکسی از طرح تمام شده و خود تخلیه:

اطلاعات فقط برای اهداف آموزشی ارائه شده است!
مدیر سایت مسئولیتی در قبال عواقب احتمالی استفاده از اطلاعات ارائه شده ندارد.

ژنراتور فشار قوی من ( H.V.) من در بسیاری از پروژه های خود استفاده می کنم ( , ):

عناصر -
1 - سوئیچ
2 - وریستور
3 - خازن سرکوب کننده تداخل E/m
4 - ترانسفورماتور کاهنده از یو پی اس
5 - یکسو کننده (دیودهای شاتکی) روی رادیاتور
6 - صاف کردن خازن های فیلتر
7 - تثبیت کننده ولتاژ 10 ولت
8 - مولد پالس مستطیلی با چرخه وظیفه قابل تنظیم توسط مقاومت متغیر

10 - ماسفت های IRF540 متصل به صورت موازی، نصب شده بر روی رادیاتور
11 - سیم پیچ فشار قوی روی یک هسته فریت از یک مانیتور
12 - خروجی ولتاژ بالا
13 - قوس الکتریکی

مدار منبع کاملاً استاندارد است، بر اساس مدار مبدل فلایبک ( پرواز برگشت مبدل):

مدارهای ورودی

واریستور برای حفاظت از اضافه ولتاژ خدمت می کند:

اس- وریستور دیسک
10 - قطر دیسک 10 میلی متر
ک- خطا 10%
275 - حداکثر ولتاژ متناوب 275 ولت

خازن سیتداخل تولید شده توسط ژنراتور در شبکه منبع تغذیه را کاهش می دهد. به عنوان خازن سرکوب کننده تداخل استفاده می شود ایکسنوع

منبع ولتاژ ثابت

ترانسفورماتور - از منبع تغذیه بدون وقفه:

سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور Trبه ولتاژ شبکه 220 ولت و ثانویه به یکسو کننده پل متصل می شود VD1.

مقدار ولتاژ موثر در خروجی سیم پیچ ثانویه 16 ولت است.

یکسو کننده از سه کیس دیود دوتایی شاتکی که روی رادیاتور نصب شده اند مونتاژ می شود - SBL2040CT، SBL1040CT:

SBL 2040 C.T.- حداکثر متوسط ​​جریان اصلاح شده 20 A، حداکثر. حداکثر ولتاژ معکوس 40 ولت، حداکثر. ولتاژ معکوس موثر 28 ولت
متصل به صورت موازی:
SBL 1040 C.T.- حداکثر متوسط ​​جریان اصلاح شده 10 A، حداکثر. حداکثر ولتاژ معکوس 40 ولت، حداکثر. ولتاژ معکوس موثر 28 ولت
SBL 1640 - حداکثر میانگین جریان یکسو شده 16 A، حداکثر. حداکثر ولتاژ معکوس 40 ولت، حداکثر. ولتاژ معکوس موثر 28 ولت

ولتاژ ضربانی در خروجی یکسو کننده توسط خازن های فیلتر صاف می شود: الکترولیتی CapXon C1, C2با ظرفیت 10000 µF برای ولتاژ 50 ولت و سرامیک C3با ظرفیت 150 nF. سپس یک ولتاژ ثابت (20.5 ولت) به کلید می رسد و به یک تثبیت کننده ولتاژ، که خروجی آن ولتاژ 10 ولت است، که برای تغذیه ژنراتور پالس استفاده می شود.

تثبیت کننده ولتاژ مونتاژ شده بر روی یک میکرو مدار IL317:

دریچه گاز Lو خازن سیبرای صاف کردن موج های ولتاژ استفاده می شود.
دیود ساطع نور VD3از طریق یک مقاومت بالاست متصل می شود R4، برای نشان دادن وجود ولتاژ در خروجی عمل می کند.
مقاومت متغیر R2برای تنظیم سطح ولتاژ خروجی (10 ولت) خدمت می کند.

تولید کننده پالس الکتریکی

ژنراتور بر روی یک تایمر مونتاژ می شود NE555و پالس های مستطیلی ایجاد می کند. ویژگی خاص این ژنراتور امکان تغییر چرخه وظیفه پالس ها با استفاده از یک مقاومت متغیر است. R3، بدون تغییر فرکانس آنها. از چرخه وظیفه پالس ها، یعنی. سطح ولتاژ در سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور به نسبت بین مدت زمان روشن و خاموش شدن سوئیچ بستگی دارد.

Ra = R1+ قسمت بالایی R3
Rb= قسمت پایین R3 + R2
مدت زمان "1" $T1 = 0.67 \cdot Ra \cdot C$
مدت زمان "0" $T2 = 0.67 \cdot Rb \cdot C$
دوره $T = T1 + T2 $
فرکانس $f = (1.49 \ بیش از ((Ra + Rb)) \cdot C)$

هنگام حرکت دادن نوار لغزنده مقاومت متغیر R3مقاومت کل Ra + Rb = R1 + R2 + R3تغییر نمی کند، بنابراین نرخ تکرار پالس تغییر نمی کند، بلکه فقط نسبت بین Raو Rbو در نتیجه چرخه وظیفه پالس ها تغییر می کند.

کلید و
پالس های ژنراتور از طریق درایور توسط یک کلید روی دو تایی که به صورت موازی متصل هستند کنترل می شوند -آه ( - ترانزیستور اثر میدان فلز-اکسید-نیمه هادی، ترانزیستور MOS ("فلز-اکسید-نیمه هادی")، ترانزیستور MOS ("فلز-عایق-نیمه هادی")، ترانزیستور اثر میدانی با گیت عایق) IRF540Nدر مورد TO-220، بر روی یک رادیاتور عظیم نصب شده است:

جی- کرکره
D- موجودی
اس- منبع
برای ترانزیستور IRF540Nحداکثر ولتاژ تخلیه به منبع است VDS = 100 ولتو حداکثر جریان تخلیه شناسه = 33/110 آمپر. این ترانزیستور مقاومت روشنی کمی دارد RDS (روشن) = 44 میلی اهم. ولتاژ باز شدن ترانزیستور است V GS (امین) = 4 ولت. دمای عملیاتی - تا 175 درجه سی .
می توان از ترانزیستورها نیز استفاده کرد IRFP250Nدر مورد TO-247.

درایور برای کنترل مطمئن تر مورد نیاز است - ترانزیستورها در ساده ترین حالت، می توان آن را از دو ترانزیستور مونتاژ کرد ( n-p-nو p-n-p):

مقاومت R1هنگام روشن شدن جریان گیت را محدود می کند -آه، و یک دیود VD1مسیری برای تخلیه خازن گیت هنگام خاموش شدن ایجاد می کند.

مدار سیم پیچ اولیه یک ترانسفورماتور ولتاژ بالا را که به عنوان ترانسفورماتور اسکن افقی ("خطی") استفاده می شود را می بندد/باز می کند. ترانسفورماتور فلای بک (FBT)) از یک مانیتور قدیمی Samsung SyncMaster 3Ne:

نمودار مدار مانیتور خروجی ولتاژ بالا را نشان می دهد H.V.ترانسفورماتور خط T402 (FCO-14AG-42)، به آند کینسکوپ متصل است CRT1:


از ترانسفورماتور، من فقط از هسته استفاده کردم، زیرا ترانسفورماتور خط دارای دیودهای داخلی است که با رزین پر شده است و قابل جدا شدن نیست.
هسته چنین ترانسفورماتور از فریت ساخته شده است و از دو نیمه تشکیل شده است:

برای جلوگیری از اشباع در هسته با استفاده از اسپیسر پلاستیکی ( فاصله ساز) شکاف هوایی ایجاد می شود.
سیم پیچ ثانویه را با تعداد زیادی (~ 500) پیچ سیم نازک (مقاومت ~ 34 اهم) و سیم پیچ اولیه را با یک سیم ضخیم با تعداد کمی پیچ پیچیدم.

تغییرات ناگهانی جریان در سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور هنگام خاموش شدن القای پالس های ولتاژ بالا در سیم پیچ ثانویه. این انرژی میدان مغناطیسی انباشته شده را با افزایش جریان در سیم پیچ اولیه مصرف می کند. سیم‌های سیم‌پیچ ثانویه می‌توانند برای تولید یک قوس الکتریکی به الکترودها متصل شوند، یا برای تولید ولتاژ DC بالا به یکسو کننده متصل شوند.

دیود VD1و مقاومت آر(ناراحتی (حرکت)زنجیره) پالس ولتاژ خود القایی را در سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور در هنگام باز شدن کلید محدود کنید.

شبیه سازی ژنراتور ولتاژ بالا
نتایج فرآیندهای مدلسازی در یک ژنراتور فشار قوی در برنامه LTspiceدر زیر ارائه می شوند:

نمودار اول نشان می دهد که چگونه جریان در سیم پیچ اولیه طبق قانون نمایی (1-2) افزایش می یابد، سپس در لحظه باز شدن کلید (2) به طور ناگهانی متوقف می شود.
ولتاژ روی سیم پیچ ثانویه کمی به افزایش صاف جریان در سیم پیچ اولیه (1) واکنش نشان می دهد، اما به شدت افزایش می یابدهنگامی که جریان قطع می شود (2). در طول بازه (2-3)، هیچ جریانی در سیم پیچ اولیه وجود ندارد (کلید خاموش است)، و سپس دوباره شروع به افزایش می کند (3).

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.