Источник высокого напряжения, автогенератор



Коронный разряд
Собрать генератор высокого напряжения в домашних условиях несложно, в этой статье рассмотрим простую автогенераторную схему, отличительными особенностями которой является простота и большая выходная мощность.

Автогенератор представляет собой самовозбуждающуюся систему с обратной связью, которая в свою очередь обеспечивает поддержание колебаний. В такой системе частота и форма колебаний определяются свойствами самой системы, а не задаются внешними параметрами.

Схема устройства представлена ниже:
Двухтактный автогенератор, схема
Внешний вида автогенератораУстройство представляет собой двухтактный автогенераторный преобразователь. Полевые транзисторы VT1, VT2 включаются поочередно, например, если включен транзистор VT1, напряжение на его стоке уменьшается, открывается диод VD4, тем самым напряжение на затворе транзистора VT2 уменьшается, не давая ему открыться. Защитные диоды VD2, VD3 предохраняют затворы транзисторов от перенапряжения. Форма импульсов на трансформаторе T1 близка к синусоидальной.

Строчный трансформаторОсновным элементом схемы является высоковольтный трансформатор T1. Лучше всего подходят строчные трансформаторы (ТВС) от ламповых черно-белых телевизоров советского производства. Магнитопровод у таких трансформаторов ферритовый, состоит из двух П-образных частей. Высоковольтная вторичная обмотка выполнена в виде цельной пластмассовой катушки, как правило, расположена отдельно от блока первичных обмоток. Я использовал магнитопровод от строчного трансформатора марки ТВС-110Л4 (магнитная проницаемость 3000НМ), высоковольтную обмотку снял от трансформатора ТВС-110ЛА. Родную первичную обмотку необходимо демонтировать, и намотать новую, из эмалированного медного провода диаметром 2мм, всего 12 витков с отводом от середины (6+6). Во время сборки между П-образными частями магнитопровода, в месте стыка, необходимо проложить картонные прокладки, толщиной примерно в 0,5мм, для уменьшения насыщения магнитопровода.

ДроссельДроссель L1 намотан на феритовом Ш-образном магнитопроводе, 40-60 витков эмалированного медного провода диаметром 1,5мм, между стыками магнитопровода проложена прокладка толщиной 0,5мм. В качестве сердечника можно использовать ферритовые кольца или П-образную часть магнитопровода строчного трансформатора.

Конденсаторы K78-2Конденсатор C3 состоит из 6-ти параллельно соединенных конденсаторов марки К78-2 0,1мк х 1000В, они хорошо подходят для работы в высокочастотных контурах. Резисторы R1,R2 лучше ставить мощностью не менее 2Вт. Высокочастотные диоды VD4, VD5 можно заменить на HER202, HER303 (FR202,303).

Трансформатор ОСМ-1

 

Для питания устройства подойдет нестабилизированный блок питания с напряжением 24-36В, и мощностью 400-600Вт. Я использую трансформатор ОСМ-1 (габаритная мощность 1кВт) с перемотанной вторичной обмоткой на 36В.

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 мощный источник питания, в данном случае это имеет основное значение.

Лестница "Иакова"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.

Коронный разряд на фольге

 

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.

Лестница ИаковаЛестница ИаковаРазряд в лампе накаливанияЭлектрическая дугаСвечение ЭСЛ лампыЭлектрическая дуга

Ниже представлен видеоролик демонстрирующий работу автогенератора:

Печатная плата в формате Sprint Layout 6

Последние записи:

Комментариев 7 на “Источник высокого напряжения, автогенератор

  1. Здравствуйте. Возникли пара вопросов:
    Какую роль в этой схеме выполняет дроссель и что изменится, если его вообще убрать?
    Если вместо емкости С3 поставить конденсатор К75 на 50мкф х 1000В, мощность искры увеличится?

    • Здравствуйте. Дроссель увеличивает отдачу мощности в нагрузку, то есть уменьшает внутреннее сопротивления источника питания, так как автогенератор потребляет достаточно много энергии, без дросселя упадет мощность автогенератора, возможно совсем не запустится.

      Конденсатор C3 это контурный конденсатор, от него зависит частота работы колебательного контура, здесь нет прямой зависимости мощности искры от номинала конденсатора C3, наибольшая мощность искры для данной схемы достигается при частоте колебательного контура примерно 30-70кГц, а это соответствует номиналу конденсатора C3 300нФ-1мкф, если поставить 50мкф частота колебательного контура выйдет за рамки 30-70кГц, ничего хорошего не получится, автогенератор скорее всего даже не запуститься.

      • А каким образом можно увеличить мощность искры, скажем, до 20 ампер?
        Я собрал Вашу схему. Но у меня на вторичке строчника 660 витков (больше не поместилось), диаметр провода 0,7. Искра есть. Но, визуально — слабовата…
        Как поднять мощность искры…?
        Заранее благодарен!

        • А какие параметры у вашего источника питания? Для получения большой дуги нужен источник мощностью не менее 300Вт. Длина дуги также зависит от величины напряжения источника питания, лучшие результаты получаются при напряжении ~36-40В на вторичной обмотке трансформатора. Больше 50В подавать не стоит, так как могут пробится полевые транзисторы. Вместо самодельной обмотки для строчного трансформатора попробуйте использовать родные вторичные (высоковольтные) обмотки, (ТВС110-ЛА, ТВС110-Л4 и др.). У данной схемы есть предел по выходной мощности, максимум можно получить дугу длиной до 15-18см.

  2. Здравствуйте, скажите, а можно применить для Вашей схемы и вторичку и магнитопровод от ТВС-110АМ? И если можно выложите, пожалуйста, чертеж печатной платы

    • Здравствуйте, печатную плату выложил в конце статьи, можно использовать практически любой строчный трансформатор, главное чтобы вторичная высоковольтная обмотка была выполнена в виде отдельной обмотки, бывают строчники где первичная и вторичная обмотки намотаны на одном каркасе. Можно даже взять магнитопровод от одного строчника, а вторичную обмотку от другого.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *