Строчные трансформаторы являются одними из самых часто используемых любителями источников высокого напряжения, в основном из-за их простоты и доступности. В каждом CRT телевизоре (большом и тяжелом), который сейчас выбрасывают люди, есть такой трансформатор.
В отличие от многих трансформаторов, которые есть в другой электронике, предназначенных для работы с обычным переменным током 50Гц, и понижающих трансформаторов, строчный трансформатор работает на более высокой частоте, около 16КГц, а иногда и выше. Многие современные строчные трансформаторы выдают постоянный ток. Старые строчные трансформаторы выдавали переменный ток, что позволяло делать с ними что угодно. Строчные трансформаторы переменного тока более мощные, так как в них нет встроенного выпрямителя/умножителя. Строчные трансформаторы постоянного тока легче найти, и именно они рекомендуются для этого проекта. Убедитесь, что ваш строчный трансформатор имеет воздушный зазор. Это значит, что сердечник не является замкнутым кругом, а скорее напоминает букву С, с зазором около миллиметра. Почти во всех современных строчных трансформаторах он есть, поэтому если вы используете современный строчный трансформатор, то это можно не проверять.
В данной схеме используется транзистор 2N3055, который любят и ненавидят строители качеров на строчных трансформаторах. Их любят за их доступность и ненавидят за то, что они обычно воняют. Они склонны сгорать и довольно эффектно, но схема работает с ними невероятно хорошо. Плохую репутацию 2N3055 получил при использовании его в простых одно-транзисторных качерах, в которых на транзисторе присутствует высокое напряжение. В этой схеме добавлено несколько деталей, которые значительно увеличивают её выходную мощность. Теория работы схемы написана ниже.
Схема
В этой схеме очень мало элементов, и все они описаны на этой странице. И многие детали могут быть заменены.
Значение резистора 470 Ом можно поменять. Я использовал резистор на 450 Ом, полученный из трех соединенных последовательно резисторов по 150 Ом. Его значение некритично для работы схемы, но для уменьшения нагрева используйте максимальное значение резистора, при котором схема работает.
Значение нижнего резистора может быть изменено для повышения мощности. Я использую резистор 20 Ом, собранный из двух последовательно соединенных резисторов по 10 Ом. Чем меньше его значение, тем выше температура и меньше время работы схемы.
Конденсатор, находящийся рядом с транзистором(0.47 мкФ) может быть заменен для увеличения мощности. Чем больше его значение, тем больше выходной ток (и температура дуги) и меньше напряжение. Я остановился на конденсаторе 0.47мкФ.
Число витков на катушке обратной связи (катушка с тремя витками) может изменять выходную мощность. Чем больше витков, тем больше сила тока, но не напряжение.
Эта схема отличается от более распространенного одно-транзисторного качера тем, что в неё добавлен диод и конденсатор, который подключается параллельно диоду. Диод защищает транзистор от скачков напряжения обратной полярности, которые могут спалить транзистор. Можно использовать диод другого типа. Я использовал диод GI824, вынутый из телевизора. При выборе диода, обращайте внимание на напряжение и скорость переключения. Чтобы узнать, подходит ли ваш диод, найдите даташит на диод BY500, а потом на ваш диод и сравните параметры. Если ваш диод сопоставим с этим или лучше его, то он подходит.
Конденсатор - это ключ к высокой выходной мощности. Транзистор генерирует частоту, установленную главным образом первичной катушкой и катушкой обратной связи. Конденсатор и первичная обмотка образуют LC цепь. LC цепь работает на определенной частоте, и если настроить схему так, чтобы эта частота была одинаковой с частотой транзистора, выходная мощность значительно увеличиться. Теория LC цепи похожа на теорию катушки Тесла. Эта схема может быть настроена путем изменения емкости конденсатора и количества витков на первичных/вторичных обмотках.
Эта схема требует мощного блока питания, который описан ниже.
Блок питания
Электрическая дуга зажигается с расстояния 2-3мм между выводами высоковольтной обмотки, что примерно соответствует напряжению 6-9кВ. Дуга получается горячей, толстой и тянется до 10см. Чем длиннее дуга, тем больше потребляемый ток от источника питания. В моем случае максимальный ток достигал значения 12-13А при напряжении питания 36В. Чтобы получить такие результаты, нужен питания, в данном случае это имеет основное значение.
Для наглядности я сделал лестницу “Иакова” из двух толстых медных проводов , в нижней части расстояние между проводниками составляет 2мм, это необходимо для возникновения электрического пробоя, выше проводники расходятся, получается буква “V”, дуга, зажигается внизу, нагревается и поднимается вверх, где обрывается. Я дополнительно установил небольшую свечу под местом максимального сближения проводников, для облегчения возникновения пробоя. Ниже на видеоролике продемонстрирован процесс движения дуги по проводникам.
С помощью устройства можно пронаблюдать коронный разряд, возникающий в сильно неоднородном поле. Для этого я вырезал из фольги буквы и составил фразу Radiolaba, поместив их между двумя стеклянными пластинами, дополнительно проложил тонкий медный провод для электрического контакта всех букв. Далее пластины кладутся на лист фольги, который подключён к одному из выводов высоковольтной обмотки, второй вывод подключаем к буквам, в результате вокруг букв возникает голубовато-фиолетовое свечение и появляется сильный запах озона. Срез фольги получается острым, что способствует образованию резко неоднородного поля, в результате возникает коронный разряд.
При поднесении одного из выводов обмотки к энергосберегающей лампе , можно увидеть неравномерное свечение лампы, здесь электрическое поле вокруг вывода вызывает движение электронов в газонаполненной колбе лампы. Электроны в свою очередь бомбардируют атомы и переводят их в возбужденные состояния, при переходе в нормальное состояние происходит излучение света.
Единственным недостатком устройства является насыщение магнитопровода строчного трансформатора и его сильный нагрев. Остальные элементы нагреваются незначительно, даже транзисторы греются слабо, что является важным достоинством, тем не менее, их лучше установить на теплоотвод. Я думаю, даже начинающий радиолюбитель при желании сможет собрать данный автогенератор и устроить эксперименты с высоким напряжением.
"Аудио & Видео" - информация по новинкам аудио -, видео-техники и аксессуаров : обзоры аппаратуры (видеокамеры , телевизоры , магнитолы , DVD и др.), тесты, отзывы, советы, все, что поможет Вам сориентироваться и правильно сделать выбор той или иной аудио - или видео-техники .
Сегодня уже практически во всех домах появляются плоские ЖК (LDC, TFT) или плазменные цифровые телевизоры. А старые добрые ламповые уезжают на ссылку в дачные дома, перемещаются на балконы, в сараи или просто на свалку.
И только радиолюбители рассматривают ставший ненужным старый телевизор в качестве источника радиодеталей.
Один из ключевых элементов, без которого невозможна работа кинескопа – строчный трансформатор.
Это основная деталь блока развертки строк, которая позволяет формировать очень высокое напряжение (порядка 25-30 тысяч вольт) на аноде кинескопа.
Выглядит этот элемент следующим образом (изображение приведено в качестве примера, бывают различные типы и виды этих трансформаторов).
Рис. 1. Строчный трансформатор
Не выбрасывать же его? При правильном подходе и он сможет найти свое место в быту. На крайний случай он отлично подойдет для опытов с большими напряжениями.
Что можно сделать из строчника
Первое, что приходит в голову на роль приборов с большими напряжениями – плазменные шары (катушки Теслы) и "лестницы Иакова".
Первые выглядят так.
Рис. 2. Плазменный шар
Здесь в качестве шара выступила бюджетная лампа накаливания.
А вторые так.
Рис. 3. "Лестницы Иакова"
Однако, помимо "игрушек" на основе строчника можно сделать и более полезные вещи:
1.Зажигалки (для бытовых газовых плит);
2.Ионизаторы воздуха;
3.Генераторы для поджига газонаполненных ламп;
4.Сварочные аппараты (только с полной перемоткой трансформаторов).
Но так как последние изделия не так "эффектны", как первые, то рассмотрим пару примеров с красивыми дугами тока.
Катушка Тесла / плазменный шар из обычной лампы накаливания
Так как вторичная обмотка будет доделываться под свои нужды, то для опытов подойдет только такой строчный трансформатор, у которого есть доступ к обмоткам, например, ТВС90, ТВС-110 и т.п. (из старых советских телевизоров).
Принципиальная схема представлена ниже.
Рис. 4. Принципиальная схема
Вторичную обмотку строчника оставляют "как есть", а первичную перематывают (или наматывают поверх имеющейся, если позволяет конструкция трансформатора). Делают 5 витков толстым проводом диаметром около 2 мм (или несколькими, но так, чтоб общая площадь сечения была не меньше указанной). Лучше всего использовать провод в изоляции.
Обратите внимание, лампа может быть даже нерабочей (со сломанной или перегоревшей спиралью). Так что она фактически может получить вторую жизнь.
Резистор из LC-фильтра может изрядно нагреваться, это нормально. Этот элемент должен быть рассчитан на рассеивание мощности приблизительно в 1-2 Вт.
Еще один слабый элемент схемы – полевой транзистор. Он обязательно должен устанавливаться на теплоотвод причем с использованием термопасты (для лучше проводимости температуры). Площадь теплоотвода следует рассчитывать из показателя в 80 Вт, получаемых от транзистора.
Вот такая красота получается в итоге.
Рис. 5. Плазменный шар
Речь пойдет не об одноименном фильме, или лестнице в небо, а об интересном феномене с электрическими дугами.
Дело в том, что при пробое выделяется энергия (тепло), которая передается окружающему воздуху. Тот в свою очередь, нагреваясь, согласно закону конвекции, начинает подниматься вверх, а вместе с ним поднимаются и разряды пробоев между двумя проводниками (ведь сопротивление теплого воздуха меньше, чем у холодного).
Итак, схема.
Сам строчный трансформатор подвергается той же "доработке". Первичная обмотка делается своими руками из толстого медного провода. В качестве "донора" можно использовать, например, ТВС -110Л/6. Наматывается 5 витков.
Усилитель, о котором речь шла в предыдущей схеме для шара, уже интегрирован в ШИМ контроллер UC3845.
Пробой происходит на расстоянии приблизительно 1,5-3 см. Именно на таком расстоянии и следует установить электроды.
На выходе может получиться вот такое чудо.
Рис. 7. Лестница Иакова
Техника безопасности
На выходе с трансформатора получается напряжение в несколько тысяч вольт с силой тока в 90 мА (этого достаточно для летального исхода при определенных обстоятельствах).
Ни в коем случае не прикасайтесь с токоведущим частям, особенно на выходе строчного трансформатора.
При долгом воздействии дуг стекло лампы может расплавиться, поэтому не прикасайтесь к нему руками на протяжении длительного времени.
При включении аппарата все действия лучше всего совершать одной рукой, предварительно одев сухую обувь на резиновой подошве.
HV блокинг-генератор (высоковольтный блок питания) для опытов-его можно купить в интернете или сделать самому. Для этого нам понадобится не очень много деталей и умение работать паяльником.
Для того чтобы его собрать нужно:
1. Трансформатор строчной развертки ТВС-110Л, ТВС-110ПЦ15 от ламповых ч/б и цветных телевизоров (любой строчник)
2. 1 или 2 конденсатора 16-50в - 2000-2200пФ
3. 2 резистора 27Ом и 270-240Ом
4. 1-Транзистор 2Т808А КТ808 КТ808А или схожие по характеристикам. + хороший радиатор для охлаждения
5. Провода
6. Паяльник
7. Прямые руки
И так берем строчник разбираем его аккуратно, оставляем вторичную высоковольтную обмотку, состоящую из множества витков тонкой проволоки, ферритовый сердечник. Наматываем свои обмотки эмалированной медной проволокой на вторую свободную сторону феритового сердечника предварительно сделав из плотного картона трубку вокруг ферита.
Первая: 5 витков примерно 1.5- 1.7 мм диаметром
Вторая: 3 витка примерно 1.1мм диаметром
Вообще, толщина и количество витков можно варьироваться. Что было под рукой - из того и сделал.
В кладовке были найдены резисторы и пара мощных биполярных n-p-n транзисторов - КТ808а и 2т808a. Радиатор делать не захотел - ввиду больших размеров транзистора, хотя в последствии опыт показал - что большой радиатор обязательно нужен.
Для питания всего этого я выбрал 12В трансформатор, можно запитать и от обычного 12 вольтового 7А акк. от UPS-а.(чтобы увеличить напругу на выходе, можно подать не 12 вольт а например 40 вольт но тут уже надо думать о хорошем охлаждении транса, и витков первичной обмотки можно сделать не 5-3 а 7-5 например).
Если собираетесь использовать трансформатор то понадобится диодный мост чтобы выпрямить ток с переменного в постоянный, диодный мост можно найти в блоке питания от компьютера, там же можно найти конденсаторы и резисторы + провода.
в итоге мы получаем 9-10кВ на выходе.
Всю конструкцию я разместил в корпусе от БП. получилось довольно таки компактно.
Итак, мы имеем HV Блокинг генератор который дает нам возможность ставить опыты и запускать Трансформатор Тесла.