Źródło wysokiego napięcia firmy TDKS

W dzisiejszych czasach często na śmietniku można znaleźć przestarzałe telewizory CRT, które wraz z rozwojem technologii straciły na znaczeniu, dlatego obecnie w większości się ich pozbywamy. Być może każdy widział na tylnej ścianie takiego telewizora napis w duchu „Wysokie napięcie. Nie otwierać". I wisi tam nie bez powodu, ponieważ każdy telewizor z kineskopem ma bardzo ciekawą rzecz o nazwie TDKS. Skrót ten oznacza „transformator liniowy kaskadowo-diodowy” i w telewizorze służy przede wszystkim do generowania wysokiego napięcia do zasilania kineskopu. Na wyjściu takiego transformatora można uzyskać stałe napięcie nawet 15-20 kV. Napięcie przemienne z cewki wysokiego napięcia w takim transformatorze jest zwiększane i prostowane za pomocą wbudowanego powielacza diodowo-kondensatorowego.

Transformatory TDKS wyglądają tak:

Gruby czerwony drut biegnący od góry transformatora, jak można się domyślić, ma za zadanie odprowadzać z niego wysokie napięcie.Aby uruchomić taki transformator, należy owinąć wokół niego uzwojenie pierwotne i złożyć prosty obwód zwany sterownikiem ZVS.

Schemat

Schemat przedstawiono poniżej:

Ten sam diagram w innej reprezentacji graficznej:

Kilka słów o schemacie. Jego kluczowym ogniwem są tranzystory polowe IRF250; tutaj również dobrze sprawdzają się IRF260. Zamiast nich można zainstalować inne podobne tranzystory polowe, ale to one sprawdziły się najlepiej w tym obwodzie. Pomiędzy bramką każdego tranzystora a minusem obwodu zainstalowane są diody Zenera na napięcie 12-18 woltów, zainstalowałem diody Zenera BZV85-C15 na 15 woltów. Do każdej z bramek podłączone są również ultraszybkie diody, na przykład UF4007 lub HER108. Kondensator 0,68 µF jest podłączony pomiędzy drenami tranzystorów dla napięcia co najmniej 250 woltów. Jego pojemność nie jest tak krytyczna, można bezpiecznie zainstalować kondensatory w zakresie 0,5-1 µF. Przez ten kondensator przepływają dość znaczne prądy, więc może się nagrzać. Wskazane jest umieszczenie kilku kondensatorów równolegle lub zastosowanie kondensatora o wyższym napięciu, 400-600 woltów. Na schemacie widać dławik, którego wartość znamionowa również nie jest bardzo krytyczna i może mieścić się w zakresie 47 - 200 µH. Na pierścieniu ferrytowym można nawinąć 30-40 zwojów drutu, w każdym przypadku zadziała.

Produkcja

Jeśli cewka bardzo się nagrzeje, należy zmniejszyć liczbę zwojów lub zastosować drut o grubszym przekroju. Główną zaletą obwodu jest jego wysoka wydajność, ponieważ znajdujące się w nim tranzystory prawie się nie nagrzewają, niemniej jednak dla niezawodności należy je zainstalować na małym grzejniku. Podczas instalowania obu tranzystorów na wspólnym grzejniku konieczne jest zastosowanie uszczelki izolacyjnej przewodzącej ciepło, ponieważmetalowy tył tranzystora jest podłączony do jego drenu. Napięcie zasilania obwodu mieści się w zakresie 12–36 woltów, przy napięciu 12 woltów na biegu jałowym obwód zużywa około 300 mA, gdy płonie łuk, prąd wzrasta do 3-4 amperów. Im wyższe napięcie zasilania, tym wyższe napięcie będzie na wyjściu transformatora.

Jeśli przyjrzysz się uważnie transformatorowi, zobaczysz, że szczelina między jego korpusem a rdzeniem ferrytowym wynosi około 2-5 mm. Sam rdzeń należy owinąć 10-12 zwojami drutu, najlepiej miedzi. Drut można nawinąć w dowolnym kierunku. Im większy drut, tym lepiej, ale zbyt duży drut może nie zmieścić się w szczelinie. Można także użyć emaliowanego drutu miedzianego, który zmieści się nawet w najwęższej szczelinie. Następnie należy wykonać kran ze środka tego uzwojenia, odsłaniając przewody we właściwym miejscu, jak pokazano na zdjęciu:

Możesz nawinąć dwa uzwojenia po 5-6 zwojów w jednym kierunku i połączyć je, w tym przypadku otrzymasz również kran od środka.

Kiedy obwód zostanie włączony, pomiędzy zaciskiem wysokiego napięcia transformatora (gruby czerwony przewód u góry) a jego zaciskiem ujemnym pojawi się łuk elektryczny. Minus to jedna z nóg. Możesz po prostu określić wymaganą nogę ujemną, umieszczając „+” po kolei obok każdej nogi. Powietrze przedostaje się w odległości 1 – 2,5 cm, dzięki czemu pomiędzy pożądaną nogą a plusem natychmiast pojawi się łuk plazmowy.

Z takiego transformatora wysokiego napięcia możesz stworzyć kolejne ciekawe urządzenie - drabinę Jacoba. Wystarczy ułożyć dwie proste elektrody w kształcie litery „V”, do jednej podłączyć plus, a do drugiej minus. Wyładowanie pojawi się na dole, zacznie pełzać, pęknie na górze i cykl się powtórzy.

Płytkę możesz pobrać tutaj:

Testy

Na zdjęciach drabina Jacoba wygląda bardzo efektownie:

Napięcie na wyjściu transformatora jest zabójcze, dlatego należy zachować środki ostrożności. Po wyłączeniu zasilania na wyjściu transformatora w dalszym ciągu utrzymuje się wysokie napięcie, dlatego należy je rozładować poprzez zwarcie zacisków wysokiego napięcia. Szczęśliwej budowy!

Obejrzyj filmy testowe

Eksperymenty z wysokim napięciem są zawsze bardzo kolorowe i fascynujące.