Hochspannungsquelle von TDKS

Heutzutage findet man veraltete Röhrenfernseher oft im Müll; mit der Entwicklung der Technologie sind sie nicht mehr relevant, weshalb man sie jetzt größtenteils entsorgt. Vielleicht hat jeder auf der Rückwand eines solchen Fernsehers eine Aufschrift im Sinne von „Hochspannung“ gesehen. Nicht öffnen". Und es hängt aus einem bestimmten Grund dort, denn jeder Fernseher mit Bildröhre hat ein sehr interessantes kleines Ding namens TDKS. Die Abkürzung steht für „Diode-Kaskaden-Zeilentransformator“ und dient bei einem Fernseher zunächst dazu, Hochspannung für die Bildröhre zu erzeugen. Am Ausgang eines solchen Transformators können Sie eine konstante Spannung von bis zu 15-20 kV erhalten. Die Wechselspannung der Hochspannungsspule in einem solchen Transformator wird mithilfe eines eingebauten Dioden-Kondensator-Vervielfachers erhöht und gleichgerichtet.

TDKS-Transformatoren sehen so aus:

Der dicke rote Draht, der sich von der Oberseite des Transformators erstreckt, dient, wie Sie sich vielleicht vorstellen können, dazu, die Hochspannung von ihm zu entfernen.Um einen solchen Transformator zu starten, müssen Sie Ihre Primärwicklung um ihn wickeln und eine einfache Schaltung namens ZVS-Treiber zusammenbauen.

Planen

Das Diagramm ist unten dargestellt:

Das gleiche Diagramm in einer anderen grafischen Darstellung:

Ein paar Worte zum Schema. Sein zentrales Bindeglied sind die Feldeffekttransistoren IRF250; auch IRF260 sind hier gut geeignet. Stattdessen können Sie auch andere ähnliche Feldeffekttransistoren einbauen, diese haben sich jedoch in dieser Schaltung am besten bewährt. Zwischen dem Gate jedes Transistors und dem Minus der Schaltung sind Zenerdioden für eine Spannung von 12-18 Volt installiert; ich habe Zenerdioden BZV85-C15 für 15 Volt installiert. Außerdem sind an jedes der Gates ultraschnelle Dioden angeschlossen, beispielsweise UF4007 oder HER108. Zwischen den Drains der Transistoren ist ein 0,68 µF-Kondensator für eine Spannung von mindestens 250 Volt geschaltet. Seine Kapazität ist nicht so kritisch; Sie können problemlos Kondensatoren im Bereich von 0,5–1 µF installieren. Durch diesen Kondensator fließen erhebliche Ströme, so dass er sich erhitzen kann. Es empfiehlt sich, mehrere Kondensatoren parallel zu schalten oder einen Kondensator für eine höhere Spannung, 400-600 Volt, zu verwenden. Im Diagramm befindet sich eine Drossel, deren Nennleistung ebenfalls nicht sehr kritisch ist und im Bereich von 47 - 200 µH liegen kann. Auf einen Ferritring kann man 30-40 Drahtwindungen wickeln, das klappt auf jeden Fall.

Herstellung

Wenn der Induktor sehr heiß wird, sollten Sie die Windungszahl reduzieren oder einen Draht mit dickerem Querschnitt verwenden. Der Hauptvorteil der Schaltung ist ihr hoher Wirkungsgrad, da sich die darin enthaltenen Transistoren kaum erwärmen, dennoch sollten sie aus Zuverlässigkeitsgründen auf einem kleinen Kühler installiert werden. Bei der Installation beider Transistoren auf einem gemeinsamen Kühler ist unbedingt eine wärmeleitende Isolierdichtung zu verwenden, dennDie Metallrückseite des Transistors ist mit seinem Drain verbunden. Die Versorgungsspannung der Schaltung liegt im Bereich von 12 - 36 Volt; bei einer Spannung von 12 Volt im Leerlauf verbraucht die Schaltung ca. 300 mA; bei brennendem Lichtbogen steigt der Strom auf 3-4 Ampere. Je höher die Versorgungsspannung, desto höher ist die Spannung am Ausgang des Transformators.

Wenn Sie sich den Transformator genau ansehen, können Sie erkennen, dass der Abstand zwischen seinem Gehäuse und dem Ferritkern etwa 2–5 mm beträgt. Der Kern selbst muss mit 10-12 Drahtwindungen, vorzugsweise Kupfer, umwickelt werden. Der Draht kann in jede Richtung gewickelt werden. Je größer der Draht, desto besser, aber ein zu großer Draht passt möglicherweise nicht in die Lücke. Sie können auch Kupferlackdraht verwenden, dieser passt selbst in die engste Lücke. Dann müssen Sie einen Abgriff in der Mitte dieser Wicklung vornehmen und die Drähte an der richtigen Stelle freilegen, wie auf dem Foto gezeigt:

Sie können zwei Wicklungen mit 5-6 Windungen in eine Richtung wickeln und verbinden, in diesem Fall erhalten Sie auch einen Abgriff aus der Mitte.

Beim Einschalten des Stromkreises entsteht ein Lichtbogen zwischen dem Hochspannungsanschluss des Transformators (dicker roter Draht oben) und seinem Minuspol. Das Minus ist eines der Beine. Das benötigte Minus-Bein können Sie ganz einfach ermitteln, indem Sie nacheinander das „+“ neben jedes Bein setzen. Die Luft bricht in einem Abstand von 1 - 2,5 cm durch, sodass zwischen dem gewünschten Bein und dem Plus sofort ein Plasmabogen entsteht.

Mit einem solchen Hochspannungstransformator können Sie ein weiteres interessantes Gerät bauen – die Jakobsleiter. Es reicht aus, zwei gerade Elektroden in einer „V“-Form anzuordnen, ein Plus mit einer und ein Minus mit der anderen zu verbinden. Die Entladung erscheint unten, beginnt anzusteigen, bricht oben ab und der Zyklus wiederholt sich.

Die Tafel können Sie hier herunterladen:

Tests

Auf den Fotos sieht Jacobs Leiter sehr spektakulär aus:

Die Spannung am Ausgang des Transformators ist lebensgefährlich, daher müssen Sicherheitsvorkehrungen beachtet werden. Nach dem Abschalten der Stromversorgung liegt am Ausgang des Transformators weiterhin Hochspannung an, daher sollte diese durch Kurzschließen der Hochspannungsklemmen entladen werden. Viel Spaß beim Bauen!

Testvideos ansehen

Experimente mit Hochspannung sind immer sehr bunt und faszinierend.