Kuinka tehdä puolisiltamuunnin TDKS:llä ja tarkkailla värikkäitä purkauksia
Korkeajännitetekniikka on elektroniikassa erityinen suunta, jolla on oma ainutlaatuinen henki, estetiikka ja piirteet. Tuhannet harrastajat ympäri maailmaa rakentavat erilaisia malleja yksinkertaisista kertoimista suuriin Van de Graaff -generaattoreihin ja Tesla-keloihin - kaikilla näillä laitteilla ei yleensä ole mitään käytännön sovellusta, niiden arvo on juuri värikkäiden korkea- jännitteen purkauksia.
Edullisinta korkeajännitettä tuottamaan pystyvää elementtiä voidaan varmasti kutsua linjamuuntajaksi - tätä elementtiä on kaikissa CRT-televisioissa; tällä hetkellä tällaisten muuntajien hinnasta on tulossa erittäin alhainen, koska CRT-televisioista on vähitellen tulossa menneisyys. Tällaisia muuntajia voidaan erottaa kahta tyyppiä - TDKS, jossa on sisäänrakennettu kertoja, ja TVS - "paljas" muuntaja, johon kerroin voidaan kytkeä erikseen.Molemmissa tapauksissa, jotta tällainen muuntaja tuottaisi korkeaa jännitettä, tarvitaan erityinen piiri, joka "pumppaa" sen ensiökäämiä korkeataajuisella jännitteellä; tämä taajuus voi vaihdella välillä 1-100 kHz. Internetissä on melko suuri määrä samanlaisia piirejä, usein yksinkertaisia yksipäisiä piirejä, joissa käytetään vain yhtä tehokasta transistoria, joka sulkee ja avaa linjamuuntajan ensiökäämin piirin vaaditulla taajuudella - tällaiset piirit, vaikkakin yksinkertaiset, on melko alhainen hyötysuhde (transistori kuumenee hyvin) ja pieni teho, joten ne eivät anna muuntajan koko potentiaalin paljastua ja suurimman mahdollisen tehon poistamista siitä - eivätkä muuntajan pituutta, vahvuutta ja kirkkautta. purkaukset riippuvat suoraan tehosta.
Kaavio
Tässä artikkelissa esitetty piiri on klassinen IR2153-mikropiiriin perustuva puolisiltamuunnin, joka voi kehittää kuormassa melko paljon tehoa - jopa 500 wattia käytettäessä sopivia transistoreita lähdössä ja pienin muutoksin jopa muutama kilowatti. Samanaikaisesti itse piiri näyttää erittäin yksinkertaiselta koota, ei sisällä kalliita elementtejä ja on erittäin toistettavissa.
Piirin kuorma on induktanssi L1 - meidän tapauksessamme se on linjamuuntajan ensiökäämi. Mutta myös tämän piirin perusteella on mahdollista koota erilaisia muita korkeataajuista jännitettä ja suurta amplitudia vaativia laitteita, esimerkiksi induktiolämmitin. Selvyyden vuoksi alla oleva kuva näyttää signaalin muodon piirin lähdössä ilman kytkettyä kuormaa - melkein ihanteellisia suorakaiteen muotoisia pulsseja.
Hieman muuntimen yksityiskohdista ja toiminnasta
IR2153-mikropiiri toimii suorakaiteen muotoisena push-pull-pulssigeneraattorina - se on push-pull, koska siinä on kaksi lähtöä (nastat 5 ja 7) ja mikropiiri ohjaa samanaikaisesti kahta kenttätransistoria, ylä- ja alavartta. Tästä mikropiiristä ei ole pulaa, sen pohjalle rakennetaan jotkin verkkovirtalähteet ja muut kytkinlaitteet, joiden hinta radiokomponenttikaupoissa ei yleensä ylitä 100 ruplaa. Tämä mikropiiri on kätevä siinä mielessä, että se sisältää jo Zener-diodin sisällä, joka mahdollistaa mikropiirin syöttämisen samasta jännitteestä kuin kuorma - tämän jännitteen puolisillan tehokkaan toiminnan kannalta tulisi olla 100-300 volttia, joten ylimääräinen pienjännitelähdettä ei tarvita piirin loogisen osan virransyöttöön. Vastus, joka rajoittaa virtaa mikropiirin zener-diodin läpi, on R1 - sen arvo on merkitty kaaviossa tähdellä. Tämän vastuksen vastus riippuu koko piirin syöttöjännitteestä - mitä korkeampi syöttöjännite, sitä suurempi vastusarvo on; voit laskea tarkan arvon mille tahansa syöttöjännitteelle laskemalla Zener-diodivastuksen laskinta. . Kaaviossa ilmoitettu arvo soveltuu 250 voltin syöttöjännitteelle. On myös otettava huomioon, että osa tehosta häviää tästä vastuksesta, joten on tarpeen käyttää joko yhtä 1-3 watin vastusta tai useita pienitehoisia rinnakkain, kuten piirilevyllä tehdään. Kondensaattori C2 suodattaa mikropiirin syöttöjännitteen; sen arvo voi olla 100 - 220 μF, jännite on vähintään 25 volttia.Kondensaattori C1 on korkeajännitevirtalähde, sen kapasiteetista ei kannata tinkiä, sillä kuormituksen teho riippuu siitä - jos kapasiteetti on liian pieni, voi tapahtua tehonkatkoja ja teho laskee. Optimaalinen arvo olisi 470-680 uF; huomaa, että tämä kondensaattori on suunniteltava korkealle syöttöjännitteelle + jonkin verran marginaalia varten.
Elementtien ketju R2-C3 asettaa taajuuden, joten tässä on tärkeää käyttää korkealaatuista korkeataajuista kondensaattoria, tavallinen kalvokondensaattori käy. Mitä suurempi kondensaattorin kapasitanssi on, sitä pienempi on piirin toimintataajuus; ilmoitetuilla nimellisarvoilla se on suunnilleen 80 kHz. Voit koota piirin kiinteällä taajuudella, mutta parhaat tulokset saadaan säätämällä taajuutta, joten vakiovastuksen sijaan suosittelen 20 kOhm trimmerin asentamista, taajuuden säätöalueen voi valita myös kondensaattorin kapasitanssi. Kondensaattori C4 - on suositeltavaa käyttää ei-polaarista tantaalikondensaattoria, jonka kapasiteetti on 20-30 µF, mutta tavallinen elektrolyyttinen kondensaattori riittää. Vastukset R3, R4 rajoittavat virtaa transistorien porteissa, sopivat 10-30 ohmiin.
Tehotransistorien valintaan tulee kiinnittää erityistä huomiota, koska ne ovat ne, jotka vaihtavat kuormaa ja niistä riippuu sekä piirin hyötysuhde että sen luotettavuus. Edullisin, mutta ei tehokkain vaihtoehto on IRF630 - ne sopivat toimimaan enintään 150 voltin jännitteillä ilman liikaa tehoa, käytän niitä.Täällä voit käyttää melkein mitä tahansa tehokkaita kenttätransistoreja, valittaessa on otettava huomioon niiden suurin käyttöjännite, virta ja avoimen kanavan vastus. Sopivia vaihtoehtoja olisivat myös IRF740, IRF840, IRFP450, IRFP460, kaksi viimeistä ovat kalliimpia, mutta mahdollistavat käytön suuremmilla tehoilla, jopa 500 wattia. Kondensaattorit C5 ja C6 muodostavat jännitteenjakajan, joka on välttämätön puolisiltamuuntimen toimintaan, tässä voidaan käyttää 1-2 μF kapasiteetiltaan kalvokondensaattoreita, joiden käyttöjännite on myös suunniteltava syöttöjännitteelle + joitain varata. VD1 on diodi, tässä ei tarvitse käyttää tavallisia diodeja, vaan ultranopeita, esimerkiksi UF4007 ja vastaavia.
Muuntimen kokoonpano
Koko piiri on koottu piirilevylle, joka on kiinnitetty esineeseen. Huomaa, että piiri on "oikea" johdotuksen suhteen; tämä levyversio on testattu, sen työssä ei havaittu artefakteja. Levy on valmistettu standardi LUT-menetelmällä, valokuvat levyn valmistusprosessista ja osien tiivistämisestä ovat alla.
Muutama sana ensiökäämistä - se on käärittävä itse muuntajan ferriittiytimeen, koska tavallisia ensiökäämiä ei ole suunniteltu suurelle teholle. Käämitys ei vie paljon aikaa, vain 30-40 kierrosta emaloitua kuparilankaa riittää, sen poikkileikkaus ei saa olla liian pieni, muuten tapahtuu häviöitä. Tuloksena oleva käämi on kytkettävä levyyn johtimilla, ja niiden pituus ei saa olla liian pitkä.
Kuten arvata saattaa, muuntajan "kuumasta" liittimestä poistetaan korkea jännite, joka voidaan yleensä tunnistaa paksusta eristyksestä.TDKS:n negatiivinen kosketin sijaitsee kotelon alaosassa kaikkien muiden liittimien kanssa, se on helppo löytää - katso vain, mikä kosketin syttyy, kun "kuumaa" liitintä lähestytään. Huomaa, että valokuvan TDKS:n alaosassa on mustua - ne muodostuivat, kun TDKS työskenteli tämän puolisiltapiirin kanssa, koska muuntajaa käytetään melkein kykyjensä rajoissa, joskus sen eri liittimien välillä tapahtuu vikoja. . Niiden välttämiseksi sinun tulee täyttää kaikki liittimet dielektrisellä yhdisteellä ja tuoda vain tarvittava negatiivinen johdin ulos erillisellä johdolla.
Koko rakenne tulee saada virtalähteestä sopivalla teholla, on kätevää, jos syöttöjännite on säädettävissä. Minun tapauksessani virtalähde on heidän TS-160 putkitelevisionsa vanha muuntaja; tasasuuntausta varten on kytketty erikseen diodisilta kondensaattoreilla pienellä levyllä, se näkyy kuvassa.
Jopa tämän piirin "pienitehoiset" transistorit, kuten IRF630, eivät kuumene kovinkaan; useiden minuuttien jatkuvan käytön jälkeen ne pysyvät lämpiminä vain pienissä lämpöpattereissa. Vaikka lämmön hajoaminen on pieni, varsinkin kun käytetään esimerkiksi IRFP450-560, pienet patterit, kuten kuvassa, eivät ole tarpeettomia luotettavuuden vuoksi. Yleiskuva suunnittelusta:
Loppukuvat - jotka kuvaavat korkeajännitteisiä kaaria sekä videoita. Ilman läpilyöntijännite on noin 3 senttimetriä. Kuten videosta näkyy, jos korkeajänniteelektrodit sijoitetaan tietylle etäisyydelle toisistaan, kaari ei pala ja muuntaja toimii tyhjäkäynnillä, kun taas violetit purkaukset koronaantuvat myös sen "kuumasta" liittimestä. kuten itse kotelosta - kun ne ilmestyvät, on suositeltavaa eristää kaikki mahdolliset rikkoutumispaikat dielektrisellä yhdisteellä.Huomaa, että TDKS:ssä ei ole vain korkea jännite, vaan myös riittävä teho aiheuttaa sähkövamman, jos kosketat korkeajännitteisiä liittimiä käsilläsi. Kosketus ei ole edes välttämätöntä kaaren syntymiseen, kun otetaan huomioon melko suuri läpilyöntietäisyys. On myös muistettava, että piirin sammuttamisen jälkeen korkea jännite TDKS-lähdössä pysyy edelleen, koska sisällä on kondensaattori, joten sammutuksen jälkeen suurjänniteliittimet tulisi kytkeä toisiinsa tämän kondensaattorin purkamiseksi. Onnellista rakentamista!
