Izvor visokog napona iz TDKS. Generatori visokog napona s kapacitivnim jedinicama za pohranu energije B


Danas se u smeću često mogu naći zastarjeli CRT televizori koji s razvojem tehnologije više nisu relevantni pa ih se sada uglavnom rješavaju. Možda su svi vidjeli na stražnjem zidu takvog televizora natpis u duhu „Visoki napon. Ne otvaraj". I to visi s razlogom, jer svaki TV sa slikovnom cijevi ima vrlo zanimljivu sitnicu koja se zove TDKS. Skraćenica je skraćenica za “diodno-kaskadni linijski transformator”, a na TV-u služi prije svega za stvaranje visokog napona za napajanje slikovne cijevi. Na izlazu takvog transformatora možete dobiti konstantni napon od čak 15-20 kV. Izmjenični napon iz visokonaponske zavojnice u takvom transformatoru povećava se i ispravlja pomoću ugrađenog multiplikatora diode-kondenzatora.
TDKS transformatori izgledaju ovako:


Debela crvena žica koja se proteže od vrha transformatora, kao što možete pretpostaviti, dizajnirana je za uklanjanje visokog napona s njega. Da biste pokrenuli takav transformator, trebate omotati svoj primarni namot oko njega i sastaviti jednostavan krug koji se zove ZVS driver.

Shema

Dijagram je prikazan u nastavku:


Isti dijagram u drugom grafičkom prikazu:


Nekoliko riječi o shemi. Njegova ključna veza su IRF250 tranzistori s efektom polja; IRF260 je također dobro prilagođen ovdje. Umjesto njih možete ugraditi druge slične tranzistore s efektom polja, ali ovi su se najbolje pokazali u ovom krugu. Između vrata svakog tranzistora i minusa kruga instalirane su zener diode za napon od 12-18 volti; Instalirao sam zener diode BZV85-C15, za 15 volti. Također, ultra-brze diode, na primjer, UF4007 ili HER108, spojene su na svaki od vrata. Između odvoda tranzistora spojen je kondenzator od 0,68 µF za napon od najmanje 250 volti. Njegov kapacitet nije toliko kritičan, možete sigurno instalirati kondenzatore u rasponu od 0,5-1 µF. Kroz ovaj kondenzator teku prilično značajne struje, pa se može zagrijati. Preporučljivo je postaviti nekoliko kondenzatora paralelno ili uzeti kondenzator za veći napon, 400-600 volti. Na dijagramu se nalazi prigušnica, čija vrijednost također nije kritična i može biti u rasponu od 47 - 200 µH. Možete namotati 30-40 okretaja žice na feritni prsten, u svakom slučaju će raditi.

Proizvodnja





Ako se induktor jako zagrije, trebali biste smanjiti broj zavoja ili uzeti žicu s debljim presjekom. Glavna prednost kruga je njegova visoka učinkovitost, jer se tranzistori u njemu gotovo ne zagrijavaju, ali ih ipak treba instalirati na mali radijator radi pouzdanosti. Prilikom postavljanja oba tranzistora na zajednički radijator, nužno je koristiti izolacijsku brtvu koja provodi toplinu, jer metalna stražnja strana tranzistora spojena je na njegov odvod. Napon napajanja kruga je u rasponu od 12 - 36 volti; pri naponu od 12 volti u praznom hodu, krug troši približno 300 mA; kada luk gori, struja raste na 3-4 ampera. Što je viši napon napajanja, veći će biti napon na izlazu transformatora.
Ako bolje pogledate transformator, možete vidjeti da je razmak između njegovog tijela i feritne jezgre otprilike 2-5 mm. Samu jezgru potrebno je namotati s 10-12 zavoja žice, po mogućnosti bakrene. Žica se može namotavati u bilo kojem smjeru. Što je žica veća, to bolje, ali žica koja je prevelika možda neće stati u otvor. Također možete koristiti emajliranu bakrenu žicu; ona će stati čak iu najuži otvor. Zatim morate napraviti slavinu od sredine ovog namota, izlažući žice na pravom mjestu, kao što je prikazano na fotografiji:







Možete namotati dva namota od 5-6 zavoja u jednom smjeru i spojiti ih, u ovom slučaju također dobivate slavinu iz sredine.
Kada se strujni krug uključi, pojavit će se električni luk između visokonaponske stezaljke transformatora (debela crvena žica na vrhu) i njegove negativne stezaljke. Minus je jedna od nogu. Traženi minus krak možete odrediti vrlo jednostavno stavljanjem znaka “+” pored svakog kraka redom. Zrak se probija na udaljenosti od 1 - 2,5 cm, pa će se odmah pojaviti plazma luk između željene noge i plusa.
Pomoću takvog visokonaponskog transformatora možete stvoriti još jedan zanimljiv uređaj - Jacobove ljestve. Dovoljno je posložiti dvije ravne elektrode u obliku slova V, na jednu spojiti plus, a na drugu minus. Iscjedak će se pojaviti na dnu, početi puzati prema gore, puknuti na vrhu i ciklus će se ponoviti.
Ploču možete preuzeti ovdje:

(preuzimanja: 581)

Generatori visokog napona niske snage naširoko se koriste u detekciji grešaka, za napajanje prijenosnih akceleratora nabijenih čestica, rendgenskih i katodnih cijevi, fotomultiplikatorskih cijevi i detektora ionizirajućeg zračenja. Osim toga, koriste se i za električnu pulsnu destrukciju krutina, proizvodnju ultrafinih prahova, sintezu novih materijala, kao detektore curenja iskri, za pokretanje izvora svjetlosti s izbojem u plinu, u elektroerozijskoj dijagnostici materijala i proizvoda, dobivanju plina. fotografije pražnjenja metodom S. D. Kirlian, ispitivanje kvalitete visokonaponske izolacije. U svakodnevnom životu takvi se uređaji koriste kao izvori energije za elektroničke hvatače ultrafine i radioaktivne prašine, elektroničke sustave paljenja, za elektroefluvijalne lustere (lusteri A. L. Chizhevsky), aeroionizatore, medicinske uređaje (D'Arsonval, franklizacija, uređaji za ultratonoterapiju), plinske upaljači, električne ograde, električni elektrošokeri itd.

U visokonaponske generatore konvencionalno svrstavamo uređaje koji stvaraju napone iznad 1 kV.

Generator visokonaponskog impulsa pomoću rezonantnog transformatora (slika 11.1) izrađen je prema klasičnoj shemi pomoću plinskog iskrišta RB-3.

Kondenzator C2 se puni pulsirajućim naponom kroz diodu VD1 i otpornik R1 do probojnog napona plinskog iskrišta. Kao rezultat proboja plinskog raspora iskrišta, kondenzator se ispušta na primarni namot transformatora, nakon čega se proces ponavlja. Kao rezultat toga, na izlazu transformatora T1 formiraju se prigušeni visokonaponski impulsi s amplitudom do 3 ... 20 kV.

Za zaštitu izlaznog namota transformatora od prenapona, paralelno s njim spojen je iskrište izrađeno u obliku elektroda s podesivim zračnim rasporom.

Riža. 11.1. Strujni krug visokonaponskog generatora impulsa koji koristi plinsko iskrište.


Riža. 11.2. Strujni krug visokonaponskog generatora impulsa s udvostručenjem napona.

Transformator T1 generatora impulsa (slika 11.1) izrađen je na otvorenoj feritnoj jezgri M400NN-3 promjera 8 i duljine 100 mm. Primarni (niskonaponski) namot transformatora sadrži 20 zavoja žice MGShV 0,75 mm s korakom namota od 5 ... 6 mm. Sekundarni namot sadrži 2400 zavoja običnog namota PEV-2 žice 0,04 mm. Primarni namot je namotan preko sekundarnog namota kroz politetrafluoroetilensku (fluoroplastičnu) brtvu 2x0,05 mm. Sekundarni namot transformatora mora biti pouzdano izoliran od primara.

Izvedba visokonaponskog generatora impulsa koji koristi rezonantni transformator prikazana je na sl. 11.2. U ovom krugu generatora postoji galvanska izolacija od opskrbne mreže. Mrežni napon dovodi se do međutransformatora T1. Napon uklonjen iz sekundarnog namota mrežnog transformatora dovodi se do ispravljača koji radi prema krugu udvostručenja napona.

Kao rezultat rada takvog ispravljača, na gornjoj ploči kondenzatora C2 u odnosu na neutralnu žicu pojavljuje se pozitivan napon, jednak kvadratnom korijenu 2Uii, gdje je Uii napon na sekundarnom namotu energetskog transformatora.

Na kondenzatoru C1 stvara se odgovarajući napon suprotnog predznaka. Kao rezultat toga, napon na pločama kondenzatora SZ bit će jednak 2 kvadratna korijena od 2Uii.

Brzina punjenja kondenzatora C1 i C2 (C1=C2) određena je vrijednošću otpora R1.

Kada je napon na pločama kondenzatora SZ jednak naponu proboja plinskog raspora FV1, doći će do proboja njegovog plinskog raspora, kondenzator SZ i, sukladno tome, kondenzatori C1 i C2 će se isprazniti i doći će do periodičnih prigušenih oscilacija. u sekundarnom namotu transformatora T2. Nakon pražnjenja kondenzatora i gašenja iskrišta, ponovno će se ponoviti proces punjenja i naknadnog pražnjenja kondenzatora u primarni namot transformatora 12.

Generator visokog napona koji se koristi za dobivanje fotografija u plinskom izboju, kao i za skupljanje ultrafine i radioaktivne prašine (slika 11.3) sastoji se od udvostručitelja napona, generatora relaksacijskih impulsa i pojačanog rezonantnog transformatora.

Udvostručivač napona izrađen je pomoću dioda VD1, VD2 i kondenzatora C1, C2. Lanac punjenja čine kondenzatori C1 SZ i otpornik R1. Plinsko iskrište od 350 V spojeno je paralelno na kondenzatore C1 SZ sa serijski spojenim primarnim namotom pojačanog transformatora T1.

Čim razina istosmjernog napona na kondenzatorima C1 SZ prijeđe probojni napon iskrišta, kondenzatori se isprazne kroz namot pojačanog transformatora i kao rezultat nastaje visokonaponski impuls. Elementi kruga su odabrani tako da je frekvencija formiranja impulsa oko 1 Hz. Kondenzator C4 je dizajniran za zaštitu izlaznog terminala uređaja od mrežnog napona.


Riža. 11.3. Krug visokonaponskog generatora impulsa koji koristi plinsko iskrište ili dinistore.

Izlazni napon uređaja u potpunosti je određen svojstvima korištenog transformatora i može doseći 15 kV. Visokonaponski transformator s izlaznim naponom od oko 10 kV izrađen je na dielektričnoj cijevi vanjskog promjera 8 i duljine 150 mm, a unutra je bakrena elektroda promjera 1,5 mm. Sekundarni namot sadrži 3...4 tisuće zavoja žice PELSHO 0,12, namotane zavoj do zavoja u 10...13 slojeva (širina namota 70 mm) i impregnirane BF-2 ljepilom s međuslojnom izolacijom od politetrafluoretilena. Primarni namot sadrži 20 zavoja žice PEV 0,75 propuštene kroz polivinil kloridni kambrik.

Kao takav transformator možete koristiti i modificirani izlazni transformator vodoravnog skeniranja TV-a; transformatori za elektronske upaljače, bljeskalice, zavojnice za paljenje itd.

Plinski pražnjivač R-350 može se zamijeniti preklopnim lancem dinistora tipa KN102 (slika 11.3, desno), što će omogućiti postupnu promjenu izlaznog napona. Za ravnomjernu raspodjelu napona na dinistorima, otpornici iste vrijednosti s otporom od 300 ... 510 kOhm spojeni su paralelno na svaki od njih.

Varijanta strujnog kruga visokonaponskog generatora koji koristi uređaj punjen plinom, tiratron, kao element za preklapanje praga prikazan je na slici. 11.4.


Riža. 11.4. Krug visokonaponskog generatora impulsa pomoću tiratrona.

Mrežni napon se ispravlja diodom VD1. Ispravljeni napon se izravnava pomoću kondenzatora C1 i dovodi u krug punjenja R1, C2. Čim napon na kondenzatoru C2 dosegne napon paljenja tiratrona VL1, on treperi. Kondenzator C2 se prazni kroz primarni namot transformatora T1, tiratron se gasi, kondenzator se ponovno počinje puniti itd.

Kao transformator T1 koristi se automobilski indukcijski svitak.

Umjesto VL1 MTX-90 tiratrona, možete uključiti jedan ili više dinistora tipa KN102. Amplituda visokog napona može se podesiti brojem uključenih dinistora.

U radu je opisan dizajn visokonaponskog pretvarača koji koristi tiratronsku sklopku. Imajte na umu da se druge vrste uređaja punjenih plinom mogu koristiti za pražnjenje kondenzatora.

Više obećava uporaba poluvodičkih sklopnih uređaja u modernim visokonaponskim generatorima. Njihove su prednosti jasno izražene: velika ponovljivost parametara, niža cijena i dimenzije, visoka pouzdanost.

U nastavku ćemo razmotriti visokonaponske generatore impulsa koji koriste poluvodičke sklopne uređaje (dinistori, tiristori, bipolarni i tranzistori s efektom polja).

Potpuno ekvivalentan, ali niskostrujni analog plinskih pražnjenika su dinistori.

Na sl. Na slici 11.5 prikazan je električni krug generatora izrađenog na dinistorima. Struktura generatora potpuno je slična prethodno opisanim (sl. 11.1, 11.4). Glavna razlika je zamjena plinskog pražnjenja s lancem dinistora povezanih u seriju.


Riža. 11.5. Krug visokonaponskog generatora impulsa pomoću dinistora.


Riža. 11.6. Strujni krug visokonaponskog generatora impulsa s mosnim ispravljačem.

Treba napomenuti da je učinkovitost takvog analoga i sklopljenih struja znatno niža od učinkovitosti prototipa, međutim, dinistori su pristupačniji i izdržljiviji.

Donekle komplicirana verzija visokonaponskog generatora impulsa prikazana je na sl. 11.6. Mrežni napon dovodi se do mostnog ispravljača pomoću dioda VD1 VD4. Ispravljeni napon se izravnava pomoću kondenzatora C1. Ovaj kondenzator stvara konstantni napon od oko 300 V, koji se koristi za napajanje generatora relaksacije sastavljenog od elemenata R3, C2, VD5 i VD6. Njegovo opterećenje je primarni namot transformatora T1. Iz sekundarnog namota uklanjaju se impulsi s amplitudom od približno 5 kV i frekvencijom ponavljanja do 800 Hz.

Lanac dinistora mora biti dizajniran za sklopni napon od oko 200 V. Ovdje možete koristiti dinistore tipa KN102 ili D228. Treba uzeti u obzir da je napon uključivanja dinistora tipa KN102A, D228A 20 V; KN102B, D228B 28 V; KN102V, D228V 40 V; KN102G, D228G 56 V; KN102D, D228D 80 V; KN102E 75 V; KN102Zh, D228Zh 120 V; KN102I, D228I 150 V.

Modificirani linijski transformator iz crno-bijelog televizora može se koristiti kao T1 transformator u gore navedenim uređajima. Ostaje njegov visokonaponski namot, ostatak se ukloni i umjesto niskonaponskog (primarnog) namota namota se 15...30 zavoja PEV žice promjera 0,5...0,8 mm.

Pri odabiru broja zavoja primarnog namota treba voditi računa o broju zavoja sekundarnog namota. Također je potrebno imati na umu da vrijednost izlaznog napona visokonaponskog generatora impulsa ovisi u većoj mjeri o prilagodbi krugova transformatora na rezonanciju, a ne o omjeru broja zavoja namota.

Karakteristike pojedinih tipova televizijskih transformatora horizontalnog skeniranja dane su u tablici 11.1.

Tablica 11.1. Parametri visokonaponskih namota unificiranih horizontalnih televizijskih transformatora.

Vrsta transformatora

Broj zavoja

R namotaji, Ohm

TVS-A, TVS-B

TVS-110, TVS-110M

Vrsta transformatora

Broj zavoja

R namotaji, Ohm

TVS-90LTs2, TVS-90LTs2-1

TVS-110PTs15

TVS-110PTs16, TVS-110PTs18


Riža. 11.7. Električni krug visokonaponskog generatora impulsa.

Na sl. Slika 11.7 prikazuje dijagram dvostupanjskog visokonaponskog generatora impulsa objavljenog na jednom od mjesta, u kojem se tiristor koristi kao sklopni element. S druge strane, neonska svjetiljka uređaja za pražnjenje u plinu (lanac HL1, HL2) odabrana je kao element praga koji određuje brzinu ponavljanja visokonaponskih impulsa i pokreće tiristor.

Kada se primijeni napon napajanja, generator impulsa, izrađen na temelju tranzistora VT1 (2N2219A KT630G), proizvodi napon od oko 150 V. Ovaj napon ispravlja dioda VD1 i puni kondenzator C2.

Nakon što napon na kondenzatoru C2 premaši napon paljenja neonskih svjetiljki HL1, HL2, kondenzator će se isprazniti kroz otpornik za ograničavanje struje R2 na upravljačku elektrodu tiristora VS1, a tiristor će se otključati. Struja pražnjenja kondenzatora C2 stvarat će električne oscilacije u primarnom namotu transformatora T2.

Uklopni napon tiristora može se podesiti odabirom neonskih svjetiljki s različitim naponima paljenja. Možete postupno mijenjati napon uključivanja tiristora promjenom broja serijski spojenih neonskih svjetiljki (ili dinistora koji ih zamjenjuju).


Riža. 11.8. Dijagram električnih procesa na elektrodama poluvodičkih uređaja (na sl. 11.7).

Dijagram napona na bazi tranzistora VT1 i na anodi tiristora prikazan je na sl. 11.8. Kao što slijedi iz prikazanih dijagrama, impulsi blokirnog generatora imaju trajanje od približno 8 ms. Kondenzator C2 se eksponencijalno puni u skladu s djelovanjem impulsa uzetih iz sekundarnog namota transformatora T1.

Na izlazu generatora formiraju se impulsi s naponom od približno 4,5 kV. Izlazni transformator za niskofrekventna pojačala koristi se kao transformator T1. Kao

Visokonaponski transformator T2 koristi transformator iz foto bljeskalice ili reciklirani (vidi gore) horizontalni televizijski transformator.

Dijagram druge verzije generatora koji koristi neonsku svjetiljku kao element praga prikazan je na Sl. 11.9.


Riža. 11.9. Električni krug generatora s elementom praga na neonskoj svjetiljci.

Generator opuštanja u njemu izrađen je na elementima R1, VD1, C1, HL1, VS1. Radi na pozitivnim ciklusima mrežnog napona, kada se kondenzator C1 puni na napon sklopke elementa praga na neonskoj svjetiljci HL1 i tiristoru VS1. Dioda VD2 prigušuje impulse samoindukcije primarnog namota transformatora T1 i omogućuje vam povećanje izlaznog napona generatora. Izlazni napon doseže 9 kV. Neonska lampa također služi kao indikator da je uređaj spojen na mrežu.

Visokonaponski transformator je namotan na komadu šipke promjera 8 i duljine 60 mm od ferita M400NN. Prvo se postavlja primarni namot od 30 zavoja žice PELSHO 0,38, a zatim se postavlja sekundarni namot od 5500 zavoja PELSHO 0,05 ili većeg promjera. Između namota i svakih 800... 1000 zavoja sekundarnog namota postavlja se izolacijski sloj polivinilkloridne izolacijske trake.

U generatoru je moguće uvesti diskretno višestupanjsko podešavanje izlaznog napona uključivanjem neonskih svjetiljki ili dinistora u serijskom krugu (sl. 11.10). U prvoj verziji predviđena su dva stupnja regulacije, u drugom - do deset ili više (kada se koriste KN102A dinistori s naponom uključivanja od 20 V).


Riža. 11.10. Električni krug elementa praga.


Riža. 11.11. Električni krug generatora visokog napona s diodnim elementom praga.

Jednostavan visokonaponski generator (slika 11.11) omogućuje vam dobivanje izlaznih impulsa s amplitudom do 10 kV.

Upravljački element uređaja uključuje se s frekvencijom od 50 Hz (na jednom poluvalu mrežnog napona). Kao element praga korištena je dioda VD1 D219A (D220, D223) koja radi pod obrnutom prednaponom u režimu lavinskog proboja.

Kada lavinski probojni napon na poluvodičkom spoju diode premaši lavinski probojni napon, dioda prelazi u vodljivo stanje. Napon iz napunjenog kondenzatora C2 dovodi se do upravljačke elektrode tiristora VS1. Nakon uključivanja tiristora, kondenzator C2 se ispušta u namot transformatora T1.

Transformator T1 nema jezgru. Izrađuje se na kolutu promjera 8 mm od polimetil metakrilata ili politetrakloretilena i sadrži tri razmaknute sekcije širine

9 mm. Step-up namot sadrži 3x1000 zavoja, namotanih PET, PEV-2 žicom 0,12 mm. Nakon namotavanja, namot je potrebno natopiti parafinom. Na parafin se nanosi 2 x 3 sloja izolacije, nakon čega se primarni namot namota s 3 x 10 zavoja žice PEV-2 0,45 mm.

Tiristor VS1 može se zamijeniti drugim za napon veći od 150 V. Lavinsku diodu moguće je zamijeniti lancem dinistora (sl. 11.10, 11.11 dolje).

Krug prijenosnog visokonaponskog izvora impulsa male snage s autonomnim napajanjem iz jednog galvanskog elementa (slika 11.12) sastoji se od dva generatora. Prvi je izgrađen na dva tranzistora male snage, drugi na tiristoru i dinistoru.


Riža. 11.12. Strujni krug generatora napona s niskonaponskim napajanjem i ključnim elementom tiristor-dinistora.

Kaskada tranzistora različite vodljivosti pretvara niskonaponski istosmjerni napon u visokonaponski impulsni napon. Vremenski lanac u ovom generatoru su elementi C1 i R1. Kada se napajanje uključi, tranzistor VT1 se otvara, a pad napona na njegovom kolektoru otvara tranzistor VT2. Kondenzator C1, puneći se kroz otpornik R1, smanjuje baznu struju tranzistora VT2 toliko da tranzistor VT1 izlazi iz zasićenja, a to dovodi do zatvaranja VT2. Tranzistori će biti zatvoreni dok se kondenzator C1 ne isprazni kroz primarni namot transformatora T1.

Povećani impulsni napon uklonjen iz sekundarnog namota transformatora T1 ispravlja se diodom VD1 i dovodi na kondenzator C2 drugog generatora s tiristorom VS1 i dinistorom VD2. U svakom pozitivnom poluciklusu

Kondenzator za pohranu C2 se puni do vrijednosti napona amplitude koja je jednaka naponu prebacivanja dinistora VD2, tj. do 56 V (nazivni napon otključavanja impulsa za tip dinistora KN102G).

Prijelaz dinistora u otvoreno stanje utječe na upravljački krug tiristora VS1, koji se zauzvrat također otvara. Kondenzator C2 se prazni kroz tiristor i primarni namot transformatora T2, nakon čega se dinistor i tiristor ponovno zatvaraju i počinje sljedeće punjenje kondenzatora; ciklus uključivanja se ponavlja.

Impulsi s amplitudom od nekoliko kilovolti uklanjaju se iz sekundarnog namota transformatora T2. Frekvencija iskrišta je približno 20 Hz, ali je mnogo manja od frekvencije impulsa uzetih iz sekundarnog namota transformatora T1. To se događa zato što se kondenzator C2 puni na dinistorski sklopni napon ne u jednom, već u nekoliko pozitivnih poluciklusa. Vrijednost kapaciteta ovog kondenzatora određuje snagu i trajanje izlaznih impulsa pražnjenja. Prosječna vrijednost struje pražnjenja koja je sigurna za dinistor i upravljačku elektrodu tiristora odabire se na temelju kapaciteta ovog kondenzatora i veličine impulsnog napona koji napaja kaskadu. Da biste to učinili, kapacitet kondenzatora C2 trebao bi biti približno 1 µF.

Transformator T1 izrađen je na prstenastoj feritnoj magnetskoj jezgri tipa K10x6x5. Ima 540 zavoja žice PEV-2 0,1 s uzemljenom slavinom nakon 20. zavoja. Početak njegovog namota spojen je na tranzistor VT2, kraj na diodu VD1. Transformator T2 je namotan na zavojnicu s feritnom ili permalojskom jezgrom promjera 10 mm i duljine 30 mm. Zavojnica vanjskog promjera 30 mm i širine 10 mm namotana je žicom PEV-2 0,1 mm dok se okvir potpuno ne ispuni. Prije završetka namatanja, napravljena je uzemljena slavina, a zadnji red žice od 30 ... 40 zavoja se namotava okrenuti preko izolacijskog sloja lakirane tkanine.

T2 transformator mora biti impregniran izolacijskim lakom ili BF-2 ljepilom tijekom namotavanja, a zatim temeljito osušen.

Umjesto VT1 i VT2, možete koristiti bilo koje tranzistore male snage koji mogu raditi u pulsnom načinu rada. Tiristor KU101E može se zamijeniti s KU101G. Izvor napajanja galvanske ćelije s naponom ne većim od 1,5 V, na primjer, 312, 314, 316, 326, 336, 343, 373 ili nikal-kadmijeve disk baterije tipa D-0.26D, D-0.55S i tako dalje .

Tiristorski generator visokonaponskih impulsa s mrežnim napajanjem prikazan je na sl. 11.13.


Riža. 11.13. Električni krug visokonaponskog generatora impulsa s kapacitivnim spremnikom energije i tiristorskom sklopkom.

Tijekom pozitivnog poluciklusa mrežnog napona, kondenzator C1 se puni kroz otpornik R1, diodu VD1 i primarni namot transformatora T1. Tiristor VS1 je u ovom slučaju zatvoren, jer nema struje kroz njegovu upravljačku elektrodu (pad napona na diodi VD2 u smjeru naprijed je mali u usporedbi s naponom potrebnim za otvaranje tiristora).

Tijekom negativnog poluciklusa diode VD1 i VD2 se zatvaraju. Na katodi tiristora u odnosu na upravljačku elektrodu formira se pad napona (minus na katodi, plus na upravljačkoj elektrodi), struja se pojavljuje u krugu upravljačke elektrode i tiristor se otvara. U ovom trenutku kondenzator C1 se prazni kroz primarni namot transformatora. U sekundarnom namotu pojavljuje se puls visokog napona. I tako u svakom razdoblju mrežnog napona.

Na izlazu uređaja formiraju se bipolarni visokonaponski impulsi (budući da se prigušene oscilacije javljaju kada se kondenzator isprazni u krugu primarnog namota).

Otpornik R1 može biti sastavljen od tri paralelno spojena otpornika MLT-2 s otporom od 3 kOhm.

Diode VD1 i VD2 moraju biti projektirane za struju od najmanje 300 mA i povratni napon od najmanje 400 V (VD1) i 100 B (VD2). Kondenzator C1 tipa MBM za napon od najmanje 400 V. Njegov kapacitet (djelić jedinice mikrofarada) odabire se eksperimentalno. Tiristor VS1 tipa KU201K, KU201L, KU202K KU202N. Transformatori B2B svitak paljenja (6 V) od motocikla ili automobila.

Uređaj može koristiti televizijski transformator horizontalnog skeniranja TVS-110L6, TVS-1 YULA, TVS-110AM.

Prilično tipičan krug visokonaponskog generatora impulsa s kapacitivnim uređajem za pohranu energije prikazan je na slici. 11.14.


Riža. 11.14. Shema tiristorskog generatora visokonaponskih impulsa s kapacitivnim spremnikom energije.

Generator sadrži kondenzator za gašenje C1, diodni ispravljački most VD1 VD4, tiristorsku sklopku VS1 i upravljački krug. Kada je uređaj uključen, kondenzatori C2 i S3 su napunjeni, tiristor VS1 je još uvijek zatvoren i ne provodi struju. Maksimalni napon na kondenzatoru C2 ograničen je zener diodom VD5 od 9V. U procesu punjenja kondenzatora C2 preko otpornika R2, napon na potenciometru R3 i, sukladno tome, na upravljačkom prijelazu tiristora VS1 raste do određene vrijednosti, nakon čega tiristor prelazi u vodljivo stanje, a kondenzator SZ kroz tiristor VS1 se ispražnjen kroz primarni (niskonaponski) namot transformatora T1, generirajući visokonaponski impuls. Nakon toga se tiristor zatvara i proces počinje iznova. Potenciometar R3 postavlja prag odziva tiristora VS1.

Brzina ponavljanja pulsa je 100 Hz. Zavojnica za paljenje automobila može se koristiti kao visokonaponski transformator. U ovom slučaju, izlazni napon uređaja će doseći 30 ... 35 kV. Tiristorski generator visokonaponskih impulsa (slika 11.15) upravlja se naponskim impulsima uzetim iz generatora opuštanja napravljenog na dinistoru VD1. Radna frekvencija generatora upravljačkih impulsa (15...25 Hz) određena je vrijednošću otpora R2 i kapacitetom kondenzatora C1.


Riža. 11.15. Električni krug tiristorskog visokonaponskog generatora impulsa s kontrolom impulsa.

Relaksacijski generator je spojen na tiristorsku sklopku preko impulsnog transformatora T1 tipa MIT-4. Kao izlazni transformator T2 koristi se visokofrekventni transformator iz darsonvalizacijskog aparata Iskra-2. Napon na izlazu uređaja može doseći 20 ... 25 kV.

Na sl. Slika 11.16 prikazuje opciju dovoda upravljačkih impulsa na tiristor VS1.

Pretvarač napona (sl. 11.17), razvijen u Bugarskoj, sadrži dva stupnja. U prvom od njih, opterećenje ključnog elementa, napravljenog na tranzistoru VT1, je namot transformatora T1. Pravokutni upravljački impulsi povremeno uključuju / isključuju prekidač na tranzistoru VT1, čime spajaju / odspajaju primarni namot transformatora.


Riža. 11.16. Mogućnost upravljanja tiristorskom sklopkom.


Riža. 11.17. Električni krug dvostupanjskog visokonaponskog generatora impulsa.

U sekundarnom namotu inducira se povećani napon, proporcionalan omjeru transformacije. Ovaj napon ispravlja dioda VD1 i puni kondenzator C2, koji je spojen na primarni (niskonaponski) namot visokonaponskog transformatora T2 i tiristora VS1. Radom tiristora upravljaju naponski impulsi uzeti iz dodatnog namota transformatora T1 kroz lanac elemenata koji ispravljaju oblik impulsa.

Kao rezultat toga, tiristor se povremeno uključuje / isključuje. Kondenzator C2 se prazni na primarni namot visokonaponskog transformatora.

Generator impulsa visokog napona, sl. 11.18, sadrži generator baziran na jednospojnom tranzistoru kao upravljački element.


Riža. 11.18. Strujni krug visokonaponskog generatora impulsa s upravljačkim elementom na bazi jednospojnog tranzistora.

Mrežni napon se ispravlja pomoću diodnog mosta VD1 VD4. Valovi ispravljenog napona izglađeni su kondenzatorom C1; struja punjenja kondenzatora u trenutku kada je uređaj spojen na mrežu ograničena je otpornikom R1. Preko otpornika R4 puni se kondenzator S3. Istodobno, generator impulsa koji se temelji na jednospojnom tranzistoru VT1 počinje raditi. Njegov "okidački" kondenzator C2 puni se preko otpornika R3 i R6 iz parametarskog stabilizatora (balastni otpornik R2 i zener diode VD5, VD6). Čim napon na kondenzatoru C2 dosegne određenu vrijednost, tranzistor VT1 se prebacuje, a impuls otvaranja šalje se na upravljački prijelaz tiristora VS1.

Kondenzator SZ se prazni kroz tiristor VS1 u primarni namot transformatora T1. Na njegovom sekundarnom namotu formira se puls visokog napona. Brzina ponavljanja ovih impulsa određena je frekvencijom generatora, koja zauzvrat ovisi o parametrima lanca R3, R6 i C2. Pomoću otpornika za podešavanje R6 možete promijeniti izlazni napon generatora za oko 1,5 puta. U ovom slučaju, frekvencija impulsa regulirana je unutar raspona od 250... 1000 Hz. Osim toga, izlazni napon se mijenja odabirom otpornika R4 (u rasponu od 5 do 30 kOhm).

Preporučljivo je koristiti papirnate kondenzatore (C1 i SZ za nazivni napon od najmanje 400 V); Diodni most mora biti projektiran za isti napon. Umjesto onoga što je prikazano na dijagramu, možete koristiti tiristor T10-50 ili, u ekstremnim slučajevima, KU202N. Zener diode VD5, VD6 trebale bi osigurati ukupni stabilizacijski napon od oko 18 V.

Transformator je napravljen na bazi TVS-110P2 od crno-bijelih televizora. Svi primarni namoti se uklanjaju i na prazan prostor se namota 70 zavoja PEL ili PEV žice promjera 0,5...0,8 mm.

Električni krug visokonaponskog generatora impulsa, Sl. 11.19, sastoji se od množitelja napona diode-kondenzatora (diode VD1, VD2, kondenzatori C1 C4). Njegov izlaz proizvodi konstantan napon od približno 600 V.


Riža. 11.19. Strujni krug visokonaponskog generatora impulsa s udvostručivačem mrežnog napona i generatorom okidačkih impulsa na bazi jednospojnog tranzistora.

Jednospojni tranzistor VT1 tipa KT117A koristi se kao element praga uređaja. Napon na jednoj od njegovih baza stabiliziran je parametarskim stabilizatorom koji se temelji na VD3 zener diodi tipa KS515A (stabilizacijski napon 15 B). Kroz otpornik R4, kondenzator C5 se puni, a kada napon na kontrolnoj elektrodi tranzistora VT1 premaši napon na njegovoj bazi, VT1 prelazi u vodljivo stanje, a kondenzator C5 se prazni na kontrolnu elektrodu tiristora VS1.

Kada je tiristor uključen, lanac kondenzatora C1 C4, napunjen na napon od oko 600 ... 620 V, ispušta se u niskonaponski namot transformatora T1. Nakon toga se tiristor isključuje, procesi punjenja i pražnjenja se ponavljaju s frekvencijom određenom konstantom R4C5. Otpornik R2 ograničava struju kratkog spoja kada je tiristor uključen i istovremeno je element kruga punjenja kondenzatora C1 C4.

Strujni krug pretvarača (Sl. 11.20) i njegova pojednostavljena verzija (Sl. 11.21) podijeljeni su na sljedeće komponente: mrežni filtar za potiskivanje (filtar za smetnje); elektronički regulator; visokonaponski transformator.


Riža. 11.20. Električni krug generatora visokog napona sa zaštitom od prenapona.


Riža. 11.21. Električni krug generatora visokog napona sa zaštitom od prenapona.

Shema na sl. 11.20 radi na sljedeći način. Kondenzator SZ se puni preko diodnog ispravljača VD1 i otpornika R2 do vrijednosti amplitude mrežnog napona (310 V). Ovaj napon prolazi kroz primarni namot transformatora T1 do anode tiristora VS1. Duž druge grane (R1, VD2 i C2) polako se puni kondenzator C2. Kada se tijekom punjenja postigne probojni napon dinistora VD4 (unutar 25 ... 35 V), kondenzator C2 se prazni kroz upravljačku elektrodu tiristora VS1 i otvara ga.

Kondenzator SZ se gotovo trenutno prazni kroz otvoreni tiristor VS1 i primarni namot transformatora T1. Impulsna promjenjiva struja inducira visoki napon u sekundarnom namotu T1, čija vrijednost može premašiti 10 kV. Nakon pražnjenja kondenzatora SZ, tiristor VS1 se zatvara i proces se ponavlja.

Kao visokonaponski transformator koristi se televizijski transformator, iz kojeg se uklanja primarni namot. Za novi primarni namot koristi se žica za namatanje promjera 0,8 mm. Broj zavoja 25.

Za proizvodnju barijernih filtarskih induktora L1, L2 najprikladnije su visokofrekventne feritne jezgre, na primjer, 600NN promjera 8 mm i duljine 20 mm, od kojih svaka ima približno 20 zavoja žice za namotavanje promjera 0,6 ...0,8 mm.


Riža. 11.22. Električni krug dvostupanjskog visokonaponskog generatora s regulacijskim elementom tranzistora s efektom polja.

Dvostupanjski visokonaponski generator (autor Andres Estaban de la Plaza) sadrži transformatorski generator impulsa, ispravljač, vremenski RC krug, ključni element na tiristoru (triac), visokonaponski rezonantni transformator i rad tiristora upravljački krug (slika 11.22).

Analog tranzistora TIP41 KT819A.

Niskonaponski pretvarač napona transformatora s unakrsnom povratnom spregom, sastavljen na tranzistorima VT1 i VT2, proizvodi impulse s frekvencijom ponavljanja od 850 Hz. Kako bi se olakšao rad kada teku velike struje, tranzistori VT1 i VT2 ugrađeni su na radijatore od bakra ili aluminija.

Izlazni napon uklonjen iz sekundarnog namota transformatora T1 niskonaponskog pretvarača ispravlja se diodnim mostom VD1 VD4 i puni kondenzatore S3 i C4 kroz otpornik R5.

Preklopni prag tiristora kontrolira regulator napona, koji uključuje tranzistor s efektom polja VTZ.

Nadalje, rad pretvarača ne razlikuje se bitno od prethodno opisanih procesa: na niskonaponskom namotu transformatora dolazi do periodičkog punjenja/pražnjenja kondenzatora i generiraju se prigušene električne oscilacije. Izlazni napon pretvarača, kada se koristi na izlazu kao pojačavajući transformator zavojnice paljenja iz automobila, doseže 40 ... 60 kV pri rezonantnoj frekvenciji od približno 5 kHz.

Transformator T1 (izlazni transformator horizontalnog skeniranja) sadrži 2x50 zavoja žice promjera 1,0 mm, namotanih bifilarno. Sekundarni namot sadrži 1000 zavoja promjera 0,20 ... 0,32 mm.

Imajte na umu da se moderni bipolarni tranzistori i tranzistori s efektom polja mogu koristiti kao kontrolirani ključni elementi.

Uređaj je jedna od visokonaponskih igračaka koja koristi integrirani mjerač vremena 555. Prilično zanimljiv način rada uređaja može pobuditi poseban interes ne samo među radioamaterima. Takav visokonaponski generator vrlo je jednostavan za proizvodnju i ne zahtijeva dodatnu konfiguraciju.
Osnova je pravokutni generator impulsa izgrađen na mikro krugu 555. Krug također koristi prekidač napajanja, koji je N-kanalni tranzistor s efektom polja IRL3705.

U ovom će članku biti prikazan detaljan dizajn s detaljima svih korištenih komponenti.
Postoje samo dvije aktivne komponente u krugu - mjerač vremena i tranzistor; ispod je raspored pinova mjerača vremena.

Mislim da neće biti poteškoća s donošenjem zaključaka.

Tranzistor snage ima sljedeći pinout.

Krug nije nov, već se dugo koristi u domaćim projektima gdje postoji potreba za povećanjem napona (uređaji za električni udar, Gaussovi topovi itd.).

Audio signal se dovodi do kontrolne igle mikro kruga kroz filmski kondenzator (može se koristiti i keramika), čiji kapacitet treba po mogućnosti odabrati eksperimentalno.

Želim reći da uređaj radi prilično dobro, ali se ne preporučuje da ga uključite na duže vrijeme jer krug nema dodatni pokretački program za pojačavanje izlaznog signala mikro kruga, tako da se potonji može pregrijati.


Ako ste već odlučili napraviti takav uređaj kao suvenir, trebali biste upotrijebiti donji dijagram.

Ova shema već može funkcionirati dugo vremena.

U njemu se mjerač vremena napaja iz smanjenog napona, što osigurava dugotrajan rad bez pregrijavanja, a upravljački program uklanja preopterećenje iz mikro kruga. Ovaj pretvarač je izvrsna opcija, iako ima red veličine više komponenti. Vozač može koristiti doslovno sve komplementarne parove male i srednje snage, od KT316/361 do KT814/815 ili KT816/817.

Krug također može raditi od smanjenog napona od 6-9 volti. U mom slučaju instalaciju napaja baterija za neprekidno napajanje (12V 7A/h).

Transformator - koristi se gotov. Ako se instalacija sastavlja za predstave, onda je vrijedno sami namotati visokonaponski transformator. Ovo će dramatično smanjiti veličinu instalacije. U našem slučaju koristili smo linijski transformator poput TVS-110PTs15. U nastavku predstavljam podatke o namotu korištenog linijskog transformatora.

Namotaj 3-4 4 zavoja (otpor namota 0,1 Ohm)
Namotaj 4-5 8 zavoja (otpor namota 0,1 Ohm
Namotaj 9-10 16 zavoja (otpor namota 0,2 Ohma)
Namotaj 9-11 45 zavoja (otpor namota 0,4 Ohma)
Namotaj 11-12 100 zavoja (otpor namota 1,2 Ohma)
Namotaj 14-15 1080 zavoja (otpor namota 110-112 Ohma)

Bez primjene signala na kontrolni pin mjerača vremena, krug će raditi kao pojačani pretvarač napona.
Standardni namoti linijskog transformatora ne dopuštaju vam da dobijete dugi luk na izlazu, zbog čega možete namotati vlastiti namot. Namotan je na slobodnoj strani jezgre i sadrži 5-10 zavoja žice 0,8-1,2 mm. U nastavku ćemo pogledati položaj pinova linijskog transformatora.

Najbolja opcija je korištenje namota 9 i 10, iako su eksperimenti provedeni s drugim namotima, ali s ovim je rezultat očito bolji.
Na videu se, nažalost, riječi ne čuju jasno, ali u stvarnom životu se jasno čuju. Takav "lučni" zvučnik ima neznatnu učinkovitost koja ne prelazi 1-3%, stoga ova metoda reprodukcije zvuka nije našla široku primjenu i demonstrirana je u školskim laboratorijima.

Popis radioelemenata

Oznaka Tip Vjeroispovijest Količina BilješkaDućanMoja bilježnica
Programabilni mjerač vremena i oscilator

NE555

1 U bilježnicu
Linearni regulator

UA7808

1 U bilježnicu
T1 MOSFET tranzistor

AUIRL3705N

1 U bilježnicu
VT1 Bipolarni tranzistor

KT3102

1 U bilježnicu
VT2 Bipolarni tranzistor

KT3107A

1 U bilježnicu
C1 Kondenzator2,2 nF x 50 V1 Keramika U bilježnicu
C2 Kondenzator100 nF x 63 V1 Film U bilježnicu
R1 Otpornik

1 kOhm

1 0,25 W U bilježnicu
R2 Otpornik

U tablici Tablica 5.15 prikazuje najveće moguće vrijednosti koeficijenata neujednačenosti oslobađanja energije i snage gorivnog sklopa tijekom kampanje za tipične ćelije jezgre reaktora. Vrijednosti koeficijenata neujednačenosti oslobađanja energije uzete su prema podacima u odjeljku 5.3.6, dobivenim simulacijom uzastopnih opterećenja svježih gorivnih sklopova u svakoj od ovih ćelija na fizičkom modelu reaktora s prosječnim izgaranjem jezgre od oko 20%.

Tablica br. 5.15

Maksimalne moguće karakteristike snage gorivnih sklopova tijekom kampanje u tipičnim ćelijama jezgre

Brojevi u zagradama prvog retka tablice. Br. 5.15 odgovara broju sklopova goriva u punoj veličini (po 188 gorivih šipki) zaokruženih na najbližu cijelu vrijednost, smještenih u prostoru za oslobađanje energije jezgre u trenutku njegovog stanja, što odgovara maksimalnim vrijednostima koeficijenata nejednolikosti oslobađanja energije za tipičnu stanicu. Ova količina određena je položajem CO (frakcija suspenzije goriva unesene u zonu) i brojem gorivnih sklopova 184,05 (160 gorivih šipki) smještenih u jezgri (za podatke dane u tablici 5.15, pretpostavlja se biti 6).

Proračuni maksimalnih vrijednosti temperaturnih parametara gorivih elemenata koji se mogu ostvariti tijekom kampanje u tipičnim ćelijama jezgre za rad reaktora u stacionarnom stanju pri nazivnoj razini snage od 100 MW provedeni su pomoću programa KANAL-K. U svakom gorivnom sklopu nalazi se stol. br. 5.15 izračunat je fragment 8 susjednih najopterećenijih gorivih šipki, uključujući gorivu šipku s maksimalnim oslobađanjem energije. Početni podaci i rezultati proračuna sažeti su u tablici. Broj 5.16.

Tablica br. 5.16

Projektni parametri gorivnih sklopova i gorivih šipki pri snazi ​​reaktora 100 MW

Parametar Značenje
Snaga reaktora, MW
Temperatura rashladnog sredstva na ulazu u jezgru, o C
Tlak rashladnog sredstva na ulazu u reaktor, MPa
Temperatura rashladnog sredstva u donjoj komori za miješanje, o C 88,5
Upišite broj ćelije
Protok rashladne tekućine kroz gorive sklopove, m 3 / h 40,2 49,9 37,8 65,7 121,8
Prosječna brzina rashladnog sredstva, m/s 3,9 4,9 3,7 6,6 12,0
Temperatura rashladne tekućine na izlazu iz računske ćelije s maksimalnim oslobađanjem energije, o C
Maksimalna temperatura obloge gorivnog elementa u šupljini križa, o C 300,1 301,1 298,1 304,7 313,5
Maksimalna temperatura sastava goriva u središtu križa, o C 416,2 428,1 398,3 463,6 575,0
7,0 8,4 6,3 10,8 17,6
Maksimalni proračunski faktor sigurnosti za kritična toplinska opterećenja, Kcr 1,51 1,51 1,51 1,51 1,51


Kao posljedica režima djelomičnog preopterećenja koji se koristi u reaktoru SM-3, distribucija oslobađanja energije kroz jezgru se mijenja kako od kampanje do kampanje, tako i tijekom svake pojedine kampanje. Tijekom preopterećenja ugrađuju se svježi gorivi elementi, u pravilu, po dva u unutarnjem i vanjskom sloju zone i ne više od dva goriva u kvadrantu. Tijekom kampanje, raspodjela oslobađanja energije ovisi o kretanju CPS RO, promjenama volumena zone zbog uvođenja dodatnih opterećenja goriva KO, koja su nejednaka u cijeloj zoni izgaranja i trovanja. Uzimajući to u obzir, provedba navedenih u tablici. Br. 5.16 načini hlađenja gorivne šipke u određenom skupu gorivih ćelija također će ovisiti o specifičnoj kampanji i njenom tijeku.

Značajka rada gorivih šipki u reaktoru SM-3, kao iu SM-2, je upotreba prisilnog hlađenja energetski najintenzivnijih gorivih šipki dopuštanjem površinskog vrenja rashladnog sredstva u svim tipičnim ćelijama zone u načini s maksimalnim oslobađanjem energije u gorivim sklopovima ovih ćelija (hidroprofiliranje koje osigurava istu maržu do krize). Na nekim gorivim elementima s maksimalnim oslobađanjem energije temperatura vanjske površine omotača gorivog elementa je viša od temperature zasićenja, što uzrokuje stvaranje mjehurića u mikrošupljinama njegove površine. S druge strane, nedovoljno zagrijavanje rashladne tekućine do temperature zasićenja dovodi do brze kondenzacije mjehurića pare, pa stoga u protoku nema volumetrijskog sadržaja pare. Vrenje rashladne tekućine povećava koeficijent prijenosa topline, što osigurava da temperatura obloge goriva ostane na relativno niskoj razini. Tijekom cijelog rada reaktora SM-2 i SM-3 nisu zabilježene hidrauličke i neutronske nestabilnosti u radu jezgre i sustava upravljanja.

Pažnja! Multiplikator proizvodi vrlo visok istosmjerni napon! Ovo je stvarno opasno, pa ako se odlučite ponoviti, budite krajnje oprezni i pridržavajte se sigurnosnih mjera. Nakon pokusa, izlaz množitelja mora se isprazniti! Instalacija može lako uništiti opremu, snimati digitalno samo izdaleka i provoditi eksperimente daleko od računala i drugih kućanskih aparata.

Ovaj uređaj je logičan završetak teme o korištenju linijskog transformatora TVS-110LA i generalizacija teme članka i foruma.

Dobiveni uređaj našao je primjenu u raznim eksperimentima gdje je potreban visok napon. Konačna shema uređaja prikazana je na sl. 1

Strujni krug je vrlo jednostavan, i to je obični blok generator. Bez visokonaponske zavojnice i množitelja, može se koristiti tamo gdje je potreban visok izmjenični napon s frekvencijom od nekoliko desetaka Hz, na primjer, može se koristiti za napajanje LDS-a ili za ispitivanje sličnih svjetiljki. Viši izmjenični napon se postiže korištenjem visokonaponskog namota. Za dobivanje visokog istosmjernog napona koristi se množitelj UN9-27.

Sl.1 Shematski dijagram.


Slika 1. Izgled napajanja na TVS-110


Slika 2. Izgled napajanja na TVS-110


Slika 3. Izgled napajanja na TVS-110


Slika 4. Izgled napajanja na TVS-110

Svidio vam se članak? Podijeli
Vrh