Generator pemblokiran HV (catu daya tegangan tinggi) untuk eksperimen - Anda dapat membelinya di Internet atau membuatnya sendiri. Untuk melakukan ini, kita tidak memerlukan banyak bagian dan kemampuan untuk bekerja dengan besi solder.
Untuk merakitnya, Anda perlu:
1. Trafo pemindaian garis TVS-110L, TVS-110PTs15 dari tabung b/w dan TV berwarna (pemindai garis apa saja)
2. 1 atau 2 kapasitor 16-50V - 2000-2200pF
3. 2 buah resistor 27 Ohm dan 270-240 Ohm
4. 1-Transistor 2T808A KT808 KT808A atau karakteristik serupa. + radiator bagus untuk pendinginan
5. Kabel
6. Besi solder
7. Lengan lurus
Jadi kami mengambil liner, membongkarnya dengan hati-hati, meninggalkan belitan tegangan tinggi sekunder, yang terdiri dari banyak lilitan kawat tipis, inti ferit. Kami melilitkan belitan kami dengan kawat tembaga berenamel pada sisi bebas kedua inti ferit, setelah sebelumnya membuat tabung di sekeliling ferit dari karton tebal.
Pertama: 5 putaran dengan diameter sekitar 1,5-1,7 mm
Kedua: 3 putaran dengan diameter sekitar 1,1 mm
Secara umum ketebalan dan jumlah lilitan dapat berbeda-beda. Saya membuat apa yang ada.
Resistor dan sepasang transistor npn bipolar yang kuat - KT808a dan 2t808a - ditemukan di lemari. Dia tidak ingin membuat radiator - karena ukuran transistornya yang besar, meskipun pengalaman kemudian menunjukkan bahwa radiator yang besar pasti dibutuhkan.
Untuk memberi daya pada semua ini, saya memilih trafo 12V, juga dapat ditenagai dari baterai biasa 12 volt 7A. dari UPS (untuk meningkatkan tegangan keluaran, Anda dapat mensuplai bukan 12 volt tetapi, misalnya, 40 volt, tetapi di sini Anda sudah perlu memikirkan pendinginan trance yang baik, dan putaran belitan primer dapat dilakukan bukan 5 -3 tapi 7-5 misalnya).
Jika Anda akan menggunakan trafo, Anda memerlukan jembatan dioda untuk menyearahkan arus dari AC ke DC, jembatan dioda dapat ditemukan di catu daya dari komputer, Anda juga dapat menemukan kapasitor dan resistor + kabel di sana.
Hasilnya, kami mendapatkan keluaran 9-10 kV.
Saya menempatkan seluruh struktur di rumah PSU. Ternyata cukup kompak.
Jadi, kami memiliki generator Pemblokiran HV yang memberi kami kesempatan untuk melakukan eksperimen dan menjalankan Tesla Transformer.
Merakit generator tegangan tinggi di rumah tidaklah sulit, pada artikel ini kita akan melihat rangkaian osilator mandiri sederhana, ciri khasnya adalah kesederhanaan dan daya keluaran yang tinggi.
Osilator mandiri adalah sistem eksitasi mandiri dengan umpan balik, yang pada gilirannya menjamin terpeliharanya osilasi. Dalam sistem seperti itu, frekuensi dan bentuk osilasi ditentukan oleh sifat-sifat sistem itu sendiri, dan tidak ditentukan oleh parameter eksternal.
Diagram perangkat disajikan di bawah ini: 
Perangkat ini adalah konverter pembangkitan otomatis dorong-tarik. Transistor efek medan VT1, VT2 dihidupkan secara bergantian, misalnya jika transistor VT1 dihidupkan, tegangan pada salurannya berkurang, dioda VD4 terbuka, sehingga tegangan pada gerbang transistor VT2 berkurang, mencegahnya terbuka. Dioda pelindung VD2, VD3 melindungi gerbang transistor dari tegangan lebih. Bentuk pulsa pada trafo T1 mendekati sinusoidal.
Elemen utama rangkaian adalah transformator tegangan tinggi T1. Transformator linier (TVS) dari TV tabung hitam-putih buatan Soviet paling cocok. Inti magnet transformator tersebut adalah ferit dan terdiri dari dua bagian berbentuk U. Gulungan sekunder tegangan tinggi dibuat dalam bentuk kumparan plastik padat, biasanya terletak terpisah dari blok belitan primer. Saya menggunakan inti magnetik dari trafo saluran TVS-110L4 (permeabilitas magnetik 3000NM), dan melepaskan belitan tegangan tinggi dari trafo TVS-110LA. Gulungan primer asli harus dibongkar dan yang baru dililitkan dari kawat tembaga enamel dengan diameter 2 mm, total 12 putaran dengan ketukan dari tengah (6+6). Selama perakitan, di antara bagian-bagian sirkuit magnetik berbentuk U, di persimpangan, perlu untuk meletakkan spacer karton, setebal sekitar 0,5 mm, untuk mengurangi saturasi sirkuit magnetik.
Induktor L1 dililitkan pada inti magnet ferit berbentuk W, 40-60 lilitan kawat tembaga berenamel dengan diameter 1,5 mm, dan paking setebal 0,5 mm diletakkan di antara sambungan inti magnet. Cincin ferit atau bagian berbentuk U dari rangkaian magnet transformator horizontal dapat digunakan sebagai inti.
Kapasitor C3 terdiri dari 6 kapasitor yang dihubungkan paralel merek K78-2 0,1 m x 1000V, sangat cocok untuk pengoperasian di rangkaian frekuensi tinggi. Lebih baik memasang resistor R1, R2 dengan daya minimal 2W. Dioda frekuensi tinggi VD4, VD5 dapat diganti dengan HER202, HER303 (FR202,303).
Untuk memberi daya pada perangkat, catu daya tidak stabil dengan tegangan 24-36V dan daya 400-600W cocok. Saya menggunakan trafo OSM-1 (daya keseluruhan 1 kW) dengan belitan sekunder yang digulung ulang 36V.
Busur listrik dinyalakan dari jarak 2-3 mm antara terminal belitan tegangan tinggi, yang kira-kira setara dengan tegangan 6-9 kV. Busurnya ternyata panas, tebal dan memanjang hingga 10 cm. Semakin panjang busurnya, semakin besar arus yang dikonsumsi dari sumber listrik. Dalam kasus saya, arus maksimum mencapai 12-13A pada tegangan suplai 36V. Untuk memperoleh hasil seperti itu, diperlukan sumber listrik yang kuat, dalam hal ini adalah hal yang paling penting.
Untuk lebih jelasnya, saya membuat "tangga Yakub" dari dua kabel tembaga tebal, di bagian bawah jarak antara konduktor adalah 2 mm, ini diperlukan agar terjadi gangguan listrik, di atas konduktor menyimpang, diperoleh huruf "V" , sebuah busur menyala di bagian bawah, memanas dan naik, lalu putus. Saya juga memasang lilin kecil di bawah titik pendekatan maksimum konduktor untuk memudahkan terjadinya kerusakan. Video di bawah ini menunjukkan proses pergerakan busur sepanjang konduktor.
Dengan menggunakan perangkat ini, Anda dapat mengamati lucutan korona yang terjadi di medan yang sangat tidak homogen. Untuk melakukan ini, saya memotong huruf-huruf dari kertas timah dan menyusun frasa Radiolaba, menempatkannya di antara dua pelat kaca, dan juga memasang kawat tembaga tipis untuk kontak listrik semua huruf. Selanjutnya pelat-pelat tersebut diletakkan di atas selembar kertas timah yang dihubungkan ke salah satu terminal belitan tegangan tinggi, terminal kedua dihubungkan ke huruf-huruf, akibatnya muncul cahaya ungu kebiruan di sekitar huruf-huruf dan bau ozon yang kuat muncul. Potongan foilnya tajam, sehingga berkontribusi pada pembentukan medan yang sangat tidak homogen, yang mengakibatkan pelepasan korona.
Ketika salah satu terminal belitan didekatkan ke lampu hemat energi, Anda dapat melihat cahaya lampu yang tidak merata; di sini medan listrik di sekitar terminal menyebabkan pergerakan elektron dalam bola lampu yang berisi gas. Elektron, pada gilirannya, membombardir atom dan memindahkannya ke keadaan tereksitasi; pada transisi ke keadaan normal, cahaya dipancarkan.
Satu-satunya kelemahan perangkat ini adalah kejenuhan sirkuit magnetik transformator horizontal dan pemanasannya yang kuat. Elemen lainnya sedikit memanas, bahkan transistor sedikit memanas, yang merupakan keuntungan penting; namun, lebih baik memasangnya di unit pendingin. Saya rasa bahkan seorang amatir radio pemula, jika diinginkan, akan dapat merakit osilator mandiri ini dan melakukan eksperimen dengan tegangan tinggi.
Sirkuit dirakit pada generator pemblokiran. Anda dapat memasang transistor n-p-n apa pun: KT805, KT809A. Trafo linier TVS-110LA atau TVS-110L6. Ada juga pengganda. Anda dapat menyolder pengganda Anda sendiri sesuai dengan rangkaiannya, atau Anda dapat memasang pengganda UN9/27 yang sudah jadi. Tegangan suplai 12-30 volt. Konsumsi 80 - 300 mA.
Daftar komponen rangkaian radio:
27 ohm 2 watt
220 - 240 Ohm 5-7W
VTKT809A 
Transformator TVS-110LA atau TVS-110L6
Gulungan primer dilepas seluruhnya dari inti ferit dan gulungan lainnya dililitkan pada bingkai karton dengan pita isolasi, kumparan pertama dan kedua diputar ke kumparan melalui lapisan pita isolasi.
Belitan L1 merupakan belitan umpan balik dan dililit dengan kawat berdiameter kecil, bisa apa saja, misalnya 0,2-0,3 mm. Jumlah lilitan belitan komunikasi dapat dipilih, tetapi tidak boleh lebih dari 5 lilitan, karena dengan angka yang lebih besar maka terdapat resiko terbakarnya transistor akibat tegangan induksi yang relatif besar pada belitan komunikasi.
Gulungan L2 berfungsi dan biasanya dibuat dengan kawat tebal (0,5-1,5 mm). Jumlah lilitan - semakin kecil, semakin besar tegangan keluaran. Namun dengan jumlah lilitan yang lebih sedikit pada belitan ini, terdapat resiko transistor terbakar. Jumlah optimalnya adalah 3-4 putaran. Gulungan ini terletak pada inti dan harus diisolasi secara andal dari inti, karena jika ada kerusakan dari sekunder ke inti dan tegangan tinggi frekuensi tinggi mengenai salah satu belitan, Anda dapat mematikan transistor dengan jaminan 99%.
Generator bertegangan tinggi dan berdaya rendah banyak digunakan dalam deteksi cacat, untuk memberi daya pada akselerator partikel bermuatan portabel, tabung sinar-X dan sinar katoda, tabung pengganda foto, dan detektor radiasi pengion. Selain itu, mereka juga digunakan untuk penghancuran pulsa listrik padatan, produksi bubuk ultrahalus, sintesis bahan baru, sebagai detektor kebocoran percikan, untuk meluncurkan sumber cahaya pelepasan gas, dalam diagnostik pelepasan listrik pada bahan dan produk, memperoleh gas- foto pelepasan menggunakan metode S.D. Kirlian, pengujian kualitas isolasi tegangan tinggi. Dalam kehidupan sehari-hari, perangkat tersebut digunakan sebagai sumber daya untuk pengumpul debu ultrahalus dan radioaktif elektronik, sistem pengapian elektronik, untuk lampu gantung elektroeffluvial (lampu gantung A.L. Chizhevsky), aeroionizer, peralatan medis, korek api gas, pagar listrik, senjata kejut listrik, dll. .
Secara konvensional, kami menyertakan perangkat yang menghasilkan tegangan di atas 1 kV sebagai generator tegangan tinggi.
Generator pulsa tegangan tinggi menggunakan transformator resonansi (Gbr. 11.1) dibuat sesuai dengan skema klasik menggunakan celah percikan gas RB-3.
Kapasitor C2 diisi dengan tegangan berdenyut melalui dioda VD1 dan resistor R1 ke tegangan rusaknya celah percikan gas. Akibat rusaknya celah gas pada celah percikan, kapasitor dibuang ke belitan primer transformator, setelah itu proses diulangi. Akibatnya, pulsa tegangan tinggi teredam dengan amplitudo hingga 3...20 kV terbentuk pada keluaran transformator T1.
Untuk melindungi belitan keluaran transformator dari tegangan lebih, celah percikan yang dibuat dalam bentuk elektroda dengan celah udara yang dapat disesuaikan dihubungkan secara paralel.
Beras. 11.1. Rangkaian generator pulsa tegangan tinggi menggunakan celah percikan gas
Beras. 11.2. Rangkaian generator pulsa tegangan tinggi dengan penggandaan tegangan
Transformator T1 generator pulsa (Gbr. 11.1) dibuat pada inti ferit terbuka M400NN-3 dengan diameter 8 dan panjang 100 mm. Gulungan primer (tegangan rendah) transformator berisi 20 lilitan kawat MGShV 0,75 mm dengan jarak belitan 5...6 mm. Gulungan sekunder berisi 2400 putaran gulungan kawat PEV-2 biasa 0,04 mm. Gulungan primer dililitkan di atas gulungan sekunder melalui paking politetrafluoroetilen (fluoroplastik) berukuran 2x0,05 mm. Gulungan sekunder transformator harus diisolasi secara andal dari belitan primer.
Perwujudan generator pulsa tegangan tinggi menggunakan transformator resonansi ditunjukkan pada Gambar. 11.2. Pada rangkaian generator ini terdapat isolasi galvanik dari jaringan suplai. Tegangan listrik disuplai ke transformator perantara (step-up) T1. Tegangan yang dihilangkan dari belitan sekunder transformator jaringan disuplai ke penyearah yang beroperasi sesuai dengan rangkaian penggandaan tegangan.
Sebagai hasil dari pengoperasian penyearah tersebut, tegangan positif sama dengan V2L/„ muncul di pelat atas kapasitor C2 relatif terhadap kabel netral, di mana adalah tegangan pada belitan sekunder transformator daya.
Tegangan yang bertanda berlawanan terbentuk pada kapasitor C1. Akibatnya tegangan pada pelat kapasitor SZ akan sama dengan 2 V2L/„.
Laju pengisian kapasitor C1 dan C2 (C1=C2) ditentukan oleh nilai resistansi R1.
Ketika tegangan pada pelat kapasitor SZ sama dengan tegangan tembus celah gas FV1, maka celah gasnya akan rusak, kapasitor SZ dan, karenanya, kapasitor C1 dan C2 akan habis, dan osilasi teredam periodik akan terjadi. pada belitan sekunder transformator T2. Setelah kapasitor habis dan celah percikan dimatikan, proses pengisian dan selanjutnya pengosongan kapasitor ke belitan primer trafo T2 akan terulang kembali.
Generator tegangan tinggi yang digunakan untuk memperoleh foto dalam pelepasan gas, serta untuk mengumpulkan debu ultrahalus dan radioaktif (Gbr. 11.3) terdiri dari pengganda tegangan, generator pulsa relaksasi, dan transformator resonansi step-up.
Pengganda tegangan dibuat menggunakan dioda VD1, VD2 dan kapasitor C1, C2. Rantai pengisian dibentuk oleh kapasitor C1 - C3 dan resistor R1. Celah percikan gas 350 V dihubungkan secara paralel ke kapasitor C1 - SZ dengan belitan primer trafo step-up T1 dihubungkan secara seri.
Segera setelah level tegangan DC pada kapasitor C1 - SZ melebihi tegangan rusaknya celah percikan, kapasitor dilepaskan melalui belitan transformator step-up dan sebagai hasilnya terbentuk pulsa tegangan tinggi. Elemen rangkaian dipilih sehingga frekuensi pembentukan pulsa sekitar 1 Hz. Kapasitor C4 dirancang untuk melindungi terminal keluaran perangkat dari tegangan listrik.
Tegangan keluaran perangkat sepenuhnya ditentukan oleh sifat trafo yang digunakan dan dapat mencapai 15 kV. Trafo tegangan tinggi untuk keluaran
Beras. 11.3. Rangkaian generator pulsa tegangan tinggi menggunakan celah percikan gas atau dinistor
tegangan orde ^0 kV dibuat pada tabung dielektrik dengan diameter luar 8 dan panjang 150 mm; elektroda tembaga dengan diameter 1,5 mm terletak di dalam. Gulungan sekunder berisi 3...4 ribu lilitan kawat PELSHO 0,12, lilitan lilitan ke lilitan dalam 10...13 lapis (lebar lilitan 70 mm) dan diresapi lem EF-2 dengan insulasi interlayer berbahan polytetrafluoroethylene. Gulungan primer berisi 20 lilitan kawat PEV 0,75 yang dilewatkan melalui cambric polivinil klorida.
Sebagai trafo seperti itu, Anda juga dapat menggunakan trafo keluaran pemindaian horizontal TV yang dimodifikasi; trafo untuk pemantik api elektronik, lampu flash, koil pengapian, dll.
Pelepas gas R-350 dapat diganti dengan rangkaian dinistor tipe KN102 yang dapat dialihkan (Gbr. 11.3, kanan), yang memungkinkan tegangan keluaran diubah secara bertahap. Untuk mendistribusikan tegangan secara merata pada dinistor, resistor dengan nilai yang sama dengan resistansi 300...510 kOhm dihubungkan secara paralel ke masing-masing dinistor.
Varian rangkaian generator tegangan tinggi yang menggunakan perangkat berisi gas - thyratron - sebagai elemen pengalih ambang ditunjukkan pada Gambar. 11.4.
Tegangan listrik diperbaiki oleh dioda VD1. Tegangan yang diperbaiki dihaluskan oleh kapasitor C1 dan disuplai ke sirkuit pengisian R1, C2. Segera setelah tegangan melintasi kapasitor C2 mencapai tegangan penyalaan thyratron VL1, maka
Beras. 11.4. Rangkaian pembangkit pulsa tegangan tinggi menggunakan thyratron
menyala. Kapasitor C2 dilepaskan melalui belitan primer transformator T1, thyratron padam, kapasitor mulai mengisi daya lagi, dan seterusnya.
Koil pengapian mobil digunakan sebagai trafo T1.
Alih-alih thyratron VL1 MTX-90, Anda dapat menyalakan satu atau lebih dinistor tipe KN102. Amplitudo tegangan dapat diatur dengan jumlah dinistor yang dihidupkan.
Desain konverter tegangan tinggi menggunakan sakelar thyratron dijelaskan dalam karya ini. Perhatikan bahwa jenis perangkat berisi gas lainnya dapat digunakan untuk melepaskan kapasitor.
Yang lebih menjanjikan adalah penggunaan perangkat switching semikonduktor pada generator tegangan tinggi modern. Keunggulannya diungkapkan dengan jelas: pengulangan parameter yang tinggi, biaya dan dimensi yang lebih rendah, keandalan yang tinggi.
Di bawah ini kita akan mempertimbangkan generator pulsa tegangan tinggi menggunakan perangkat switching semikonduktor (dinistor, thyristor, bipolar, dan transistor efek medan).
Analog pelepasan gas yang sepenuhnya setara namun berarus rendah adalah dinistor.
Pada Gambar. Gambar 11.5 menunjukkan rangkaian listrik generator yang dibuat dengan menggunakan dinistor. Struktur generator sangat mirip dengan yang dijelaskan sebelumnya (Gbr. 11.1, 11.4). Perbedaan utamanya adalah penggantian pelepasan gas dengan rangkaian dinistor yang dihubungkan secara seri.
Beras. 11.5. Rangkaian generator pulsa tegangan tinggi menggunakan dinistor
Beras. 11.6. Rangkaian generator pulsa tegangan tinggi dengan penyearah jembatan
Perlu dicatat bahwa efisiensi arus analog dan arus yang dialihkan jauh lebih rendah dibandingkan dengan prototipe, namun dinistor lebih terjangkau dan lebih tahan lama.
Versi yang agak rumit dari generator pulsa tegangan tinggi ditunjukkan pada Gambar. 11.6. Tegangan listrik disuplai ke penyearah jembatan menggunakan dioda VD1 - VD4. Tegangan yang diperbaiki dihaluskan oleh kapasitor C1. Kapasitor ini menghasilkan tegangan konstan sekitar 300 V, yang digunakan untuk menyalakan generator relaksasi yang terdiri dari elemen R3, C2, VD5 dan VD6. Bebannya adalah belitan primer transformator T1. Pulsa dengan amplitudo kira-kira 5 kBv\ frekuensi pengulangan hingga 800 Hz dikeluarkan dari belitan sekunder.
Rangkaian dinistor harus didesain untuk tegangan switching sekitar 200 V. Di sini Anda dapat menggunakan dinistor tipe KN102 atau D228. Perlu diingat bahwa tegangan switching dinistor tipe KN102A, D228A adalah 20 V; KN102B, D228B - 28V; KN102V, D228V - 40V;
KN102G, D228G - 56V; KN102D, D228D - 80V; KN102E - 75V; KN102Zh, D228Zh - 120 V; KN102I, D228I - 150B.
Sebagai trafo T1 pada perangkat di atas, dapat digunakan trafo saluran yang dimodifikasi dari TV hitam putih. Belitan tegangan tinggi dibiarkan, sisanya dilepas dan belitan tegangan rendah (primer) dililitkan - 15...30 putaran kawat PEV dengan diameter 0,5...0,8 mm.
Saat memilih jumlah belitan belitan primer, jumlah belitan belitan sekunder harus diperhitungkan. Perlu juga diingat bahwa nilai tegangan keluaran generator pulsa tegangan tinggi lebih bergantung pada penyesuaian rangkaian transformator terhadap resonansi daripada pada rasio jumlah lilitan belitan.
Ciri-ciri beberapa jenis trafo televisi scanning horizontal diberikan pada tabel 11.1.
Tabel 11.1. Parameter belitan tegangan tinggi transformator televisi horizontal terpadu
|
Tipe transformator |
Jumlah putaran |
Gulungan R, Ohm |
||||
|
TVS-A, TVS-B |
||||||
|
TVS-110, TVS-110M |
||||||
|
Tipe transformator |
Jumlah putaran |
Gulungan R, Oi |
||||
|
TVS-90LTs2, TVS-90LTs2-1 |
||||||
|
TVS-110PTs15 |
||||||
|
TVS-110PTs16, TVS-11RPTs18 |
||||||
Beras. 11.7. Rangkaian listrik generator pulsa tegangan tinggi
Pada Gambar. Gambar 11.7 menunjukkan diagram generator pulsa tegangan tinggi dua tahap yang dipublikasikan di salah satu lokasi, di mana thyristor digunakan sebagai elemen switching. Pada gilirannya, perangkat pelepasan gas - lampu neon (rantai HL1, HL2) dipilih sebagai elemen ambang batas yang menentukan frekuensi pengulangan pulsa tegangan tinggi dan memicu thyristor.
Ketika tegangan suplai diterapkan, generator pulsa, dibuat berdasarkan transistor VT1 (2N2219A - KT630G), menghasilkan tegangan sekitar 150 V. Tegangan ini diperbaiki oleh dioda VD1 dan mengisi kapasitor C2.
Setelah tegangan pada kapasitor C2 mendahului tegangan penyalaan lampu neon HL1, HL2, kapasitor akan dilepaskan melalui resistor pembatas arus R2 ke elektroda kontrol thyristor VS1, dan thyristor akan terbuka kuncinya. Arus pelepasan kapasitor C2 akan menimbulkan osilasi listrik pada belitan primer transformator 12.
Tegangan switching thyristor dapat diatur dengan memilih lampu neon dengan tegangan penyalaan yang berbeda. Anda dapat mengubah tegangan penyalaan thyristor secara bertahap dengan mengganti jumlah lampu neon yang dihubungkan secara seri (atau dinistor yang menggantikannya).
Beras. 11.8. Diagram proses kelistrikan pada elektroda perangkat semikonduktor (hingga Gambar 11.7)
Diagram tegangan pada basis transistor VT1 dan pada anoda thyristor ditunjukkan pada Gambar. 11.8. Sebagai berikut dari diagram yang disajikan, pulsa generator pemblokiran memiliki durasi kurang lebih 8 ms. Kapasitor C2 diisi secara eksponensial sesuai dengan aksi pulsa yang diambil dari belitan sekunder transformator T1.
Pulsa dengan tegangan kurang lebih 4,5 kV terbentuk pada keluaran generator. Trafo keluaran untuk penguat frekuensi rendah digunakan sebagai trafo T1. Sebagai trafo tegangan tinggi T2, digunakan trafo dari flash foto atau trafo televisi pemindaian horizontal daur ulang (lihat di atas).
Diagram generator versi lain yang menggunakan lampu neon sebagai elemen ambang batas ditunjukkan pada Gambar. 11.9.
Beras. 11.9. Rangkaian listrik generator dengan elemen ambang batas pada lampu neon
Generator relaksasi di dalamnya dibuat pada elemen R1, VD1, C1, HL1, VS1. Ini beroperasi dengan setengah siklus positif dari tegangan listrik, ketika kapasitor 01 diisi ke tegangan switching elemen ambang batas pada lampu neon HL1 dan thyristor VS1. Dioda VD2 meredam pulsa induksi sendiri dari belitan primer transformator step-up T1 dan memungkinkan Anda untuk mengatur tegangan keluaran generator. Tegangan keluarannya mencapai 9 kV. Lampu neon juga berfungsi sebagai indikator perangkat terhubung ke jaringan.
Trafo tegangan tinggi dililitkan pada sepotong batang berdiameter 8 dan panjang 60 mm yang terbuat dari ferit M400NN. Pertama, belitan primer ditempatkan - 30 lilitan kawat PELSHO 0,38, dan kemudian belitan sekunder - 5500 lilitan kawat PELSHO 0,05 atau lebih besar. Di antara belitan dan setiap 800...1000 putaran belitan sekunder, lapisan insulasi pita isolasi polivinil klorida dipasang.
Pada generator, dimungkinkan untuk memperkenalkan penyesuaian multi-tahap diskrit dari tegangan keluaran dengan mengganti lampu neon atau dinistor dalam rangkaian seri (Gbr. 11.10). Versi pertama menyediakan dua tahap pengaturan, yang kedua - hingga sepuluh atau lebih (bila menggunakan dinistor KN102A dengan tegangan switching 20 V).
Beras. 11.10. Rangkaian listrik elemen ambang batas
Beras. 11.11. Rangkaian listrik generator tegangan tinggi dengan elemen ambang batas dioda
Generator tegangan tinggi sederhana (Gbr. 11.11) memungkinkan Anda memperoleh pulsa keluaran dengan amplitudo hingga 10.
Elemen kontrol perangkat beralih dengan frekuensi 50 Hz (pada setengah gelombang tegangan listrik). Dioda VD1 D219A Shch220, D223) yang beroperasi pada bias terbalik dalam mode kerusakan longsoran digunakan sebagai elemen ambang batas.
Ketika tegangan rusaknya longsoran pada sambungan semikonduktor dioda melebihi tegangan rusaknya longsoran, dioda akan bertransisi ke keadaan konduktif. Tegangan dari kapasitor bermuatan C2 disuplai ke elektroda kontrol thyristor VS1. Setelah thyristor dihidupkan, kapasitor C2 dibuang ke belitan transformator T1.
Transformator T1 tidak mempunyai inti. Itu dibuat pada gulungan dengan diameter 8 mm dari polimetilmetakrilat atau politetrakloretilen dan berisi tiga bagian dengan jarak lebar 9 mm. Gulungan step-up berisi 3×1000 putaran, dililit dengan kawat PET, PEV-2 0,12 mm. Setelah berliku, belitan harus direndam dalam parafin. 2 - 3 lapisan insulasi diterapkan di atas parafin, setelah itu belitan primer dililit - 3 × 10 putaran kawat PEV-2 0,45 mm.
Thyristor VS1 dapat diganti dengan yang lain untuk tegangan lebih tinggi dari 150 V. Dioda longsoran dapat diganti dengan rangkaian dinistor (Gbr. 11.10, 11.11 di bawah).
Rangkaian sumber pulsa tegangan tinggi portabel berdaya rendah dengan catu daya otonom dari satu elemen galvanik (Gbr. 11.12) terdiri dari dua generator. Yang pertama dibangun pada dua transistor berdaya rendah, yang kedua pada thyristor dan dinistor.
Beras. 11.12. Rangkaian generator tegangan dengan catu daya tegangan rendah dan elemen kunci thyristor-dinistor
Rangkaian transistor dengan konduktivitas berbeda mengubah tegangan searah tegangan rendah menjadi tegangan berdenyut tegangan tinggi. Rantai timing pada generator ini adalah elemen C1 dan R1. Ketika daya dihidupkan, transistor VT1 terbuka, dan penurunan tegangan pada kolektornya membuka transistor VT2. Kapasitor C1, yang diisi melalui resistor R1, mengurangi arus basis transistor VT2 sedemikian rupa sehingga transistor VT1 keluar dari saturasi, dan ini menyebabkan penutupan VT2. Transistor akan ditutup sampai kapasitor C1 dilepaskan melalui belitan primer transformator T1.
Peningkatan tegangan pulsa yang dihilangkan dari belitan sekunder transformator T1 disearahkan oleh dioda VD1 dan disuplai ke kapasitor C2 generator kedua dengan thyristor VS1 dan dinistor VD2. Dalam setiap setengah siklus positif, kapasitor penyimpan C2 diisi dengan nilai tegangan amplitudo yang sama dengan tegangan switching dinistor VD2, yaitu. hingga 56 V (tegangan pembuka pulsa nominal untuk dinistor tipe KN102G).
Transisi dinistor ke keadaan terbuka mempengaruhi rangkaian kontrol thyristor VS1, yang pada gilirannya juga terbuka. Kapasitor C2 dilepaskan melalui thyristor dan belitan primer transformator T2, setelah itu dinistor dan thyristor ditutup kembali dan pengisian kapasitor berikutnya dimulai - siklus peralihan diulang.
Pulsa dengan amplitudo beberapa kilovolt dikeluarkan dari belitan sekunder transformator T2. Frekuensi pelepasan percikan kira-kira 20 Hz, tetapi frekuensi ini jauh lebih kecil daripada frekuensi pulsa yang diambil dari belitan sekunder transformator T1. Hal ini terjadi karena kapasitor C2 dibebankan ke tegangan switching dinistor tidak dalam satu, tetapi dalam beberapa setengah siklus positif. Nilai kapasitansi kapasitor ini menentukan daya dan durasi pulsa pelepasan keluaran. Nilai rata-rata arus pelepasan yang aman untuk dinistor dan elektroda kontrol thyristor dipilih berdasarkan kapasitansi kapasitor ini dan besarnya tegangan pulsa yang menyuplai kaskade. Untuk melakukan ini, kapasitansi kapasitor C2 harus kira-kira 1 µF.
Transformator T1 dibuat pada inti magnet cincin ferit tipe K10x6x5. Ia memiliki 540 putaran kawat PEV-2 0,1 dengan keran yang diarde setelah putaran ke-20. Awal belitannya dihubungkan ke transistor VT2, ujungnya ke dioda VD1. Trafo T2 dililitkan pada kumparan dengan inti ferit atau permalloy dengan diameter 10 mm dan panjang 30 mm. Sebuah kumparan dengan diameter luar 30 mm dan lebar 10 mm dililit dengan kawat PEV-2 0,1 mm hingga rangka terisi penuh. Sebelum penggulungan selesai, keran yang diarde dibuat, dan baris terakhir kawat sebanyak 30...40 putaran dililitkan untuk membalik lapisan isolasi dari kain yang dipernis.
Trafo T2 harus diresapi dengan pernis isolasi atau lem BF-2 selama penggulungan, kemudian dikeringkan secara menyeluruh.
Alih-alih VT1 dan VT2, Anda dapat menggunakan transistor berdaya rendah apa pun yang mampu beroperasi dalam mode pulsa. Thyristor KU101E dapat diganti dengan KU101G. Sumber listrik - sel galvanik dengan tegangan tidak lebih dari 1,5 V, misalnya baterai disk 312, 314, 316, 326, 336, 343, 373, atau nikel-kadmium tipe D-0.26D, D-0.55S dan sebagainya pada.
Generator thyristor pulsa tegangan tinggi dengan daya listrik ditunjukkan pada Gambar. 11.13.
Beras. 11.13. Rangkaian listrik generator pulsa tegangan tinggi dengan perangkat penyimpan energi kapasitif dan saklar berbasis thyristor
Selama setengah siklus positif dari tegangan listrik, kapasitor C1 diisi melalui resistor R1, dioda VD1 dan belitan primer transformator T1. Thyristor VS1 dalam hal ini tertutup, karena tidak ada arus yang melalui elektroda kontrolnya (penurunan tegangan pada dioda VD2 dalam arah maju kecil dibandingkan dengan tegangan yang diperlukan untuk membuka thyristor).
Selama setengah siklus negatif, dioda VD1 dan VD2 menutup. Penurunan tegangan terbentuk di katoda thyristor relatif terhadap elektroda kontrol (minus - di katoda, plus - di elektroda kontrol), arus muncul di rangkaian elektroda kontrol, dan thyristor terbuka. Pada saat ini, kapasitor C1 dilepaskan melalui belitan primer transformator. Pulsa tegangan tinggi muncul di belitan sekunder. Jadi - setiap periode tegangan listrik.
Pada keluaran perangkat, pulsa tegangan tinggi bipolar terbentuk (karena ketika kapasitor dilepaskan, osilasi teredam terjadi pada rangkaian belitan primer).
Resistor R1 dapat terdiri dari tiga resistor MLT-2 yang dihubungkan paralel dengan resistansi 3 kOhm.
Dioda VD1 dan VD2 harus dirancang untuk arus minimal 300 mA dan tegangan balik minimal 400 V (VD1) dan 100 B (VD2). Kapasitor C1 tipe MBM untuk tegangan minimal 400 V. Kapasitasnya - pecahan beberapa mikrofarad - dipilih secara eksperimental. Thyristor VS1 tipe KU201K, KU201L, KU202K - KU202N. Trafo T1 - koil pengapian B2B (6 B) dari sepeda motor atau mobil.
Perangkat ini dapat menggunakan trafo televisi pemindaian horizontal TVS-110L6, TVS-110LA, TVS-110AM.
Rangkaian khas generator pulsa tegangan tinggi dengan perangkat penyimpan energi kapasitif ditunjukkan pada Gambar. 11.14.
Beras. 11.14. Skema generator pulsa tegangan tinggi thyristor dengan penyimpanan energi kapasitif
Generator berisi kapasitor pendinginan C1, jembatan penyearah dioda VD1 - VD4, sakelar thyristor VS1 dan rangkaian kontrol. Saat alat dihidupkan, kapasitor C2 dan S3 terisi, thyristor VS1 masih tertutup dan tidak menghantarkan arus. Tegangan maksimum pada kapasitor C2 dibatasi oleh dioda zener VD5 dengan nilai 9 B. Ketika kapasitor C2 diisi melalui resistor R2, tegangan pada potensiometer R3 dan, karenanya, pada transisi kontrol thyristor VS1 meningkat ke tingkat tertentu nilai, setelah itu thyristor beralih ke keadaan konduktif, dan kapasitor SZ melalui Thyristor VS1 dilepaskan melalui belitan primer (tegangan rendah) transformator T1, menghasilkan pulsa tegangan tinggi. Setelah itu, thyristor ditutup dan proses dimulai lagi. Potensiometer R3 menetapkan ambang respons thyristor VS1.
Tingkat pengulangan pulsa adalah 100 Hz. Koil pengapian mobil dapat digunakan sebagai trafo tegangan tinggi. Dalam hal ini, tegangan keluaran perangkat akan mencapai 30...35 kV. Generator pulsa tegangan tinggi thyristor (Gbr. 11.15) dikendalikan oleh pulsa tegangan yang diambil dari generator relaksasi yang dibuat pada dinistor VD1. Frekuensi operasi generator pulsa kontrol (15...25 Hz) ditentukan oleh nilai resistansi R2 dan kapasitansi kapasitor C1.
Beras. 11.15. Rangkaian listrik generator pulsa tegangan tinggi thyristor dengan kontrol pulsa
Generator relaksasi dihubungkan ke sakelar thyristor melalui trafo pulsa T1 tipe MIT-4. Trafo frekuensi tinggi dari peralatan darsonvalisasi Iskra-2 digunakan sebagai trafo keluaran T2. Tegangan pada keluaran perangkat bisa mencapai 20...25 kV.
Pada Gambar. Gambar 11.16 menunjukkan opsi untuk mensuplai pulsa kontrol ke thyristor VS1.
Konverter tegangan (Gbr. 11.17), yang dikembangkan di Bulgaria, terdiri dari dua tahap. Yang pertama, beban elemen kunci yang dibuat pada transistor VT1 adalah belitan transformator T1. Pulsa kontrol persegi panjang secara berkala menghidupkan/mematikan sakelar pada transistor VT1, sehingga menghubungkan/melepaskan belitan primer transformator.
Beras. 11.16. Opsi kontrol sakelar thyristor
Beras. 11.17. Rangkaian listrik generator pulsa tegangan tinggi dua tahap
Peningkatan tegangan diinduksi pada belitan sekunder, sebanding dengan rasio transformasi. Tegangan ini diperbaiki oleh dioda VD1 dan mengisi kapasitor C2, yang dihubungkan ke belitan primer (tegangan rendah) dari transformator tegangan tinggi T2 dan thyristor VS1. Pengoperasian thyristor dikendalikan oleh pulsa tegangan yang diambil dari belitan tambahan transformator T1 melalui rangkaian elemen yang mengoreksi bentuk pulsa.
Akibatnya, thyristor hidup/mati secara berkala. Kapasitor C2 dibuang ke belitan primer transformator tegangan tinggi.
Generator pulsa tegangan tinggi, Gambar. 11.18, berisi generator berdasarkan transistor unijunction sebagai elemen kontrol.
Tegangan listrik diperbaiki oleh jembatan dioda VD1 - VD4. Menghaluskan riak tegangan yang diperbaiki
Beras. 11.18. Rangkaian generator pulsa tegangan tinggi dengan elemen kontrol berbasis transistor unijunction
kapasitor C1, arus pengisian kapasitor pada saat perangkat terhubung ke jaringan dibatasi oleh resistor R1. Melalui resistor R4, kapasitor S3 diisi. Pada saat yang sama, generator pulsa berdasarkan transistor unijunction VT1 mulai beroperasi. Kapasitor "pemicu" C2 diisi melalui resistor R3 dan R6 dari penstabil parametrik (resistor pemberat R2 dan dioda zener VD5, VD6). Segera setelah tegangan melintasi kapasitor 02 mencapai nilai tertentu, transistor VT1 beralih, dan pulsa pembuka dikirim ke transisi kontrol thyristor VS1.
Kapasitor 03 dilepaskan melalui thyristor VS1 ke belitan primer transformator T1. Pulsa tegangan tinggi terbentuk pada belitan sekundernya. Laju pengulangan pulsa ini ditentukan oleh frekuensi generator, yang pada gilirannya bergantung pada parameter rangkaian R3, R6 dan 02. Resistor tuning R6 dapat mengubah tegangan keluaran generator sekitar 1,5 kali lipat. Dalam hal ini, frekuensi pulsa diatur dalam kisaran 250...1000 Hz. Selain itu, tegangan keluaran berubah ketika resistor R4 dipilih (berkisar antara 5 hingga 30 kOhm.
Dianjurkan untuk menggunakan kapasitor kertas (01 dan 03 - untuk tegangan pengenal minimal 400 V); Jembatan dioda harus dirancang untuk tegangan yang sama. Alih-alih yang ditunjukkan dalam diagram, Anda dapat menggunakan thyristor T10-50 atau, dalam kasus ekstrim, KU202N. Dioda Zener VD5, VD6 harus memberikan tegangan stabilisasi total sekitar 18 B.
Trafo dibuat berdasarkan TVS-110P2 dari TV hitam putih. Semua belitan primer dilepas dan 70 lilitan kawat PEL atau PEV dengan diameter 0,5...0,8 mm dililitkan pada ruang kosong.
Rangkaian listrik generator pulsa tegangan tinggi, Gambar. 11.19, terdiri dari pengali tegangan dioda-kapasitor (dioda VD1, VD2, kapasitor C1 - C4). Outputnya menghasilkan tegangan konstan sekitar 600 V.
Beras. 11.19. Rangkaian generator pulsa tegangan tinggi dengan pengganda tegangan listrik dan generator pulsa pemicu berdasarkan transistor unijunction
Transistor unijunction VT1 tipe KT117A digunakan sebagai elemen ambang batas perangkat. Tegangan pada salah satu basisnya distabilkan oleh penstabil parametrik berdasarkan dioda zener VD3 tipe KS515A (tegangan stabilisasi 15 B). Melalui resistor R4, kapasitor C5 diisi, dan ketika tegangan pada elektroda kontrol transistor VT1 melebihi tegangan pada basisnya, VT1 beralih ke keadaan konduktif, dan kapasitor C5 dilepaskan ke elektroda kontrol thyristor VS1.
Ketika thyristor dihidupkan, rangkaian kapasitor C1 - C4, yang diisi dengan tegangan sekitar 600...620 B, dilepaskan ke belitan tegangan rendah transformator step-up T1. Setelah itu, thyristor dimatikan, proses pengisian-pengosongan diulangi dengan frekuensi yang ditentukan oleh konstanta R4C5. Resistor R2 membatasi arus hubung singkat ketika thyristor dihidupkan dan sekaligus merupakan elemen rangkaian pengisian kapasitor C1 - C4.
Rangkaian konverter (Gbr. 11.20) dan versi sederhananya (Gbr. 11.21) dibagi menjadi beberapa komponen berikut: filter penekan jaringan (filter interferensi); pengatur elektronik; transformator tegangan tinggi.
Beras. 11.20. Rangkaian listrik generator tegangan tinggi dengan pelindung lonjakan arus
Beras. 11.21. Rangkaian listrik generator tegangan tinggi dengan pelindung lonjakan arus
Skema pada Gambar. 11.20 berfungsi sebagai berikut. Kapasitor SZ diisi melalui penyearah dioda VD1 dan resistor R2 hingga nilai amplitudo tegangan jaringan (310 B). Tegangan ini melewati belitan primer transformator T1 ke anoda thyristor VS1. Sepanjang cabang lainnya (R1, VD2 dan C2), kapasitor C2 diisi secara perlahan. Ketika, selama pengisian, tegangan tembus dinistor VD4 tercapai (dalam 25...35 B), kapasitor C2 dilepaskan melalui elektroda kontrol thyristor VS1 dan membukanya.
Kapasitor SZ hampir seketika dilepaskan melalui thyristor terbuka VS1 dan belitan primer transformator
T1. Perubahan arus yang berdenyut menginduksi tegangan tinggi pada belitan sekunder T1, yang besarnya dapat melebihi 10 kV. Setelah kapasitor SZ habis, thyristor VS1 menutup dan proses berulang.
Trafo televisi digunakan sebagai trafo tegangan tinggi, dari mana belitan primer dilepas. Untuk belitan primer baru digunakan kawat belitan dengan diameter 0,8 mm. Jumlah putaran - 25.
Untuk pembuatan induktor filter penghalang L1, L2, inti ferit frekuensi tinggi paling cocok, misalnya, 600NN dengan diameter 8 mm dan panjang 20 mm, masing-masing memiliki sekitar 20 lilitan kawat lilitan dengan diameter 0,6 ...0,8 mm.
Beras. 11.22. Rangkaian listrik generator tegangan tinggi dua tahap dengan elemen kontrol transistor efek medan
Generator tegangan tinggi dua tahap (penulis - Andres Estaban de la Plaza) berisi generator pulsa transformator, penyearah, rangkaian RC waktu, elemen kunci pada thyristor (triac), transformator resonansi tegangan tinggi dan thyristor rangkaian kontrol operasi (Gbr. 11.22).
Analog dari transistor TIP41 adalah KT819A.
Konverter tegangan transformator tegangan rendah dengan umpan balik silang, dirangkai pada transistor VT1 dan VT2, menghasilkan pulsa dengan frekuensi pengulangan 850 Hz. Untuk memudahkan pengoperasian saat arus besar mengalir, transistor VT1 dan VT2 dipasang pada radiator yang terbuat dari tembaga atau aluminium.
Tegangan keluaran yang diambil dari belitan sekunder transformator T1 dari konverter tegangan rendah disearahkan oleh jembatan dioda VD1 - VD4 dan mengisi kapasitor S3 dan C4 melalui resistor R5.
Ambang peralihan thyristor dikendalikan oleh pengatur tegangan, yang mencakup transistor efek medan VT3.
Lebih lanjut, pengoperasian konverter tidak berbeda secara signifikan dari proses yang dijelaskan sebelumnya: pengisian/pengosongan kapasitor secara berkala terjadi pada belitan transformator tegangan rendah, dan osilasi listrik teredam dihasilkan. Tegangan keluaran konverter bila digunakan pada keluaran sebagai trafo step-up koil pengapian dari mobil mencapai 40...60 kV pada frekuensi resonansi kurang lebih 5 kHz.
Transformator T1 (transformator pemindaian horizontal keluaran) berisi 2x50 lilitan kawat dengan diameter 1,0 mm, dililitkan secara bifilar. Gulungan sekunder berisi 1000 putaran dengan diameter 0,20...0,32 mm.
Perhatikan bahwa transistor bipolar dan efek medan modern dapat digunakan sebagai elemen kunci yang dikontrol.