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:
Устройство 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.
Основным 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.
Дроссель 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.
Конденсатор 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).
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.
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.
Александр
25 Мар 2016Здравствуйте. 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?
admin
25 Мар 2016Здравствуйте. 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.
Александр
26 Мар 2016А 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!
admin
26 Мар 2016А 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.
а
3 Янв 2019“автогенератор скорее всего даже не запуститься”
Доколе уже? Неужто так сложно запомнить один раз и на всю жизнь?
Если глагол отвечает на вопрос “что (с)делает?”, то писАть надо БЕЗ мягкого знака, как в слове “делает”. Если отвечает на вопрос “что (с)делать)?” – то с мягким.
Автогенератор что сделает? – не запустиТся.
admin
3 Янв 2019Я прекрасно это знаю, все ошибаются время от времени, и я тоже.
Алексей
3 Апр 2016Здравствуйте, скажите, а можно применить для Вашей схемы и вторичку и магнитопровод от ТВС-110АМ? И если можно выложите, пожалуйста, чертеж печатной платы
admin
3 Апр 2016Здравствуйте, 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.
Алексей
3 Апр 2016Спасибо, за ответ! Попробую сделать!
валерий
11 Апр 2017Как я понял , это самый обычный ЗВС , а вд2 ивд 3 по сути можно заменить на обычные 12-18 вольтовые стабилитроны , верно? ЗВС шикарная схема для этих целей , у меня собрана на ирф3205 ( корпус то220 ) правда вообще нет стабилитронов ( остальное как в классической схеме) Я запитывал максимум от 15 вольт , работает идеально , при мощности около 100 ватт , транзисторам даже радиатор не нужен , они еле тёплые (15 вольт ампер 5-8) , но если подам больше , без стабилитронов , их пробьёт ? И если в такую схему поставить к примеру 12 -18 вольтовые стабы , вольт 30 можно будет подать?
admin
11 Апр 2017Здравствуйте, я не знаком с аббревиатурой ЗВС, VD2, VD3 это защитные диоды (супрессоры), я думаю можно и стабилитроны поставить, хотя я не пробовал.
При наличии защитных диодов напряжение питания может превышать 15В, напряжение на стоке транзисторов в схеме может достигать 3-х кратного напряжения питания из-за наличия самоиндукции первичной обмотки, поэтому в зависимости от напряжения питания нужно подобрать подходящие транзисторы по параметру максимального напряжения сток-исток.
валерий
11 Апр 2017ЗВС – ZVS https://www.google.com.ua/search?q=ZVS&espv=2&site=webhp&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwii_Kah_5vTAhVBrxQKHXVpCS0Q_AUIBigB&biw=1366&bih=662#imgrc=6WMHEf4TZ_Z2lM:
сток-исток у ирф3205 55 вольт , сопротивление перехода 0,008 ом , 100 ампер ток , если поставить 12 вольтовые стабилизаторы , вольт 30 потянут?
admin
11 Апр 2017Стабилитроны можно и на 12В поставить, при 30В, на стоке будут импульсы 30*3=90В, транзисторы пробьются.
валерий
11 Апр 2017то есть 15 вольт для этих транзисторов предел?
admin
13 Апр 2017Думаю да, это предел, но можете поэкспериментировать, посмотреть при каком напряжении они пробьются.
Дмитрий
18 Ноя 2019Здравствуйте. Схему повторил только навесным монтажем. Не запускается, ток потребления при 12 вольтах 5 а напряжение повышал до 18 вольт ток растет, транзисторы начинают греться но дуги нет. Пробовал с твс110пц15 и с твс рт черно-белого телевизора.
Лаша
25 Дек 2017Здравствуйте, подскажите какой максимальной мощности вы сможете собрать ТВС-110?
admin
25 Дек 2017Я не собирал генератор мощнее, чем приведенный в этой статье. Мощнее ничего предложить пока не могу.
Лаша
26 Дек 2017А в наличии который есть по какой цене можно купить? И как это будет выглядеть? Надо что бы дуга была как можно горечей и толще
Лаша
26 Дек 2017А в наличии который есть по какой цене можно купить? И как это будет выглядеть? Надо что бы дуга была как можно горечей и толще
admin
26 Дек 2017Написал на почту
Владимир
21 Июн 2018Нужен генератор высокого напряжения, на выходе: до 100 кВ, частота до 30 кГц, ток до 0.5 А. Сможете сделать?
admin
24 Июн 2018У меня нет опыта разработок генераторов с такими экстремальными параметрами, пока ничем помочь не могу.
Владимир
25 Июн 2018А что можете предложить близкое по параметрам? Или подскажите специалиста. очень надо. Будет оплата.
Николай
1 Ноя 2018Нужен генератор высокого напряжения, на выходе: до 100 кВ, частота до 30 кГц, ток до 0.5 А.,
– это выходит около 50 кВт потребления. Вы уверены что такую мощность ван нужно?
Если напряжение надо 100 кВ, а ток мизерный (что бы мощность потребления была до 1…2 кВт), то это возможно.
Владимир
2 Окт 2019В импульсе
Николай
2 Окт 2019В импульсе возможно получить любые мощности. Чем короче импульс, тем больше мощность можно без разрушительного нагрева деталей. Накопительная ёмкость как можно больше, напряжение на неё как можно выше, а разряд как можно короче …!
Александр
18 Авг 2018добрый день для этой схемы можно приделать генератор прямоугольных импульсов двух канальный типа ШИМ HW-0515 для ультрозвуковой ванны и можно подавать две разные частоты одновременно. Спасибо….
Евген58
19 Сен 2018Благодарен за информацию. А кроме величины напряжения источника питания что ещё влияет на длину дуги? Может нужно подстраивать частоту, как в этом видеоролике? https://vk.com/away.php?to=https%3A%2F%2Fyoutu.be%2FMN-Ta-1z_WA&cc_key=
Николай
1 Ноя 2018Безусловно нужно подстраивать частоту. И не только подбором элементов контура. В таких высоких потенциалах и частоте играет роль и сам конструктив.
В любом случае, выжать можно и миллион Вольт, вопрос – зачем?
С увеличением разгона системы возрастают трудности её изготовления и настройки.
антон
2 Окт 2019дайте нормальной файл для скачивания печатной плать
Дмитрий
18 Ноя 2019Здравствуйте. Схему повторил только навесным монтажем. Не запускается, ток потребления при 12 вольтах 5 а напряжение повышал до 18 вольт ток растет, транзисторы начинают греться но дуги нет. Пробовал с твс110пц15 и с твс рт черно-белого телевизора.
admin
19 Ноя 2019Схема простая, и должна запускаться без проблем, вы в точности повторили схему? При 12 В потребление в 5А много, либо транзисторы вышли из строя, проверьте на короткое замыкание между стоком и истоком, либо вы неправильно сфазировали первичные обмотки, обе первичные обмотки должны быть намотаны в одну сторону.
Дмитрий
23 Ноя 2019Здравствуйте. Транзисторы исправны проверил. Обмотки в одну сторону, являются продолжением друг друга с отводом по середине. В качестве конденсатора применил 4х 0,15 мкф свв21.
Владимир
21 Дек 2019Не могу открыть файл печатной платы в различных версиях Sprint-Layout – “ist keine sprint-layout datei” ((
admin
21 Дек 2019Все отлично открывается в Sprint Layout 6.0
Дмитрий
19 Июн 2020Здравствуйте!
Как продолжительно может работать данное устройство?
Сергей
26 Июл 2020Добрый день! Можно подробнее о дросселе, можно ли использовать магнитопровод от ИИП телевизора…