Generatoarele de impulsuri sunt dispozitive capabile să creeze unde de o anumită formă. Frecvența ceasului în acest caz depinde de mulți factori. Scopul principal al generatoarelor este considerat a fi sincronizarea proceselor din aparatele electrice. Astfel, utilizatorul are posibilitatea de a configura diverse echipamente digitale.
Exemplele includ ceasurile și cronometrele. Elementul principal al dispozitivelor de acest tip este considerat a fi un adaptor. În plus, în generatoare sunt instalate condensatoare și rezistențe împreună cu diode. Principalii parametri ai dispozitivelor includ indicatorul de excitație a oscilației și rezistența negativă.
Generatoare cu invertoare
Puteți face un generator de impulsuri cu propriile mâini folosind invertoare acasă. Pentru a face acest lucru, veți avea nevoie de un adaptor fără condensator. Cel mai bine este să folosiți rezistențe de câmp. Parametrul lor de transmisie a impulsurilor este la un nivel destul de ridicat. Condensatorii pentru dispozitiv trebuie selectați în funcție de puterea adaptorului. Dacă tensiunea de ieșire este de 2 V, atunci valoarea minimă ar trebui să fie de 4 pF. În plus, este important să monitorizați parametrul rezistenței negative. În medie, trebuie să fluctueze în jurul valorii de 8 ohmi.
Model rectangular cu impulsuri cu regulator
Astăzi, un generator de impulsuri pătrate cu regulatoare este destul de comun. Pentru ca utilizatorul să poată regla frecvența maximă a dispozitivului, este necesar să se folosească un modulator. Producătorii le prezintă pe piață în tipuri rotative și cu buton. În acest caz, cel mai bine este să mergeți cu prima opțiune. Toate acestea vă vor permite să reglați setările și să nu vă fie frică de o defecțiune a sistemului.
Modulatorul este instalat în generatorul de impulsuri pătrate direct pe adaptor. În acest caz, lipirea trebuie făcută cu mare atenție. În primul rând, ar trebui să curățați temeinic toate contactele. Dacă luăm în considerare adaptoarele fără condensator, atunci ieșirile lor sunt în partea de sus. În plus, există adaptoare analogice, care sunt adesea disponibile cu un capac de protecție. În această situație, trebuie îndepărtat.
Pentru ca dispozitivul să aibă un randament mare, rezistențele trebuie instalate în perechi. Parametrul de excitare a oscilației în acest caz trebuie să fie la nivel Ca principală problemă, generatorul de impulsuri dreptunghiulare (diagrama este prezentată mai jos) are o creștere bruscă a temperaturii de funcționare. În acest caz, ar trebui să verificați rezistența negativă a adaptorului fără condensator.
Generator de impulsuri suprapus
Pentru a face un generator de impulsuri cu propriile mâini, cel mai bine este să utilizați un adaptor analogic. În acest caz, nu este necesar să folosiți regulatoare. Acest lucru se datorează faptului că nivelul de rezistență negativă poate depăși 5 ohmi. Ca rezultat, rezistențele sunt supuse unei sarcini destul de mari. Condensatorii pentru dispozitiv sunt selectați cu o capacitate de cel puțin 4 ohmi. La rândul său, adaptorul este conectat la ei numai prin contacte de ieșire. Principala problemă a generatorului de impulsuri este asimetria oscilațiilor, care apare din cauza supraîncărcării rezistențelor.
Dispozitiv cu puls simetric
Este posibil să se realizeze un simplu generator de impulsuri de acest tip numai folosind invertoare. Într-o astfel de situație, cel mai bine este să selectați un adaptor de tip analogic. Costă mult mai puțin pe piață decât modificarea fără condensator. În plus, este important să acordați atenție tipului de rezistențe. Mulți experți recomandă să alegeți modele de cuarț pentru generator. Cu toate acestea, randamentul lor este destul de scăzut. Ca rezultat, parametrul de excitație a oscilației nu va depăși niciodată 4 ms. În plus, există riscul supraîncălzirii adaptorului.
Având în vedere toate cele de mai sus, este mai recomandabil să folosiți rezistențe cu efect de câmp. în acest caz va depinde de locația lor pe tablă. Dacă alegeți opțiunea când sunt instalate în fața adaptorului, în acest caz rata de excitare a oscilațiilor poate ajunge până la 5 ms. În situația opusă, nu poți conta pe rezultate bune. Puteți verifica funcționarea generatorului de impulsuri prin simpla conectare a unei surse de alimentare de 20 V. Prin urmare, nivelul rezistenței negative ar trebui să fie de aproximativ 3 ohmi.
Pentru a menține riscul de supraîncălzire la minimum, este important să folosiți numai condensatori capacitivi. Regulatorul poate fi instalat într-un astfel de dispozitiv. Dacă luăm în considerare modificările rotative, atunci modulatorul din seria PPR2 este potrivit ca opțiune. Conform caracteristicilor sale, este destul de fiabil astăzi.
Generator cu declanșator
Un declanșator este un dispozitiv care este responsabil pentru transmiterea unui semnal. Astăzi se vând unidirecționale sau bidirecționale. Pentru generator, doar prima opțiune este potrivită. Elementul de mai sus este instalat lângă adaptor. În acest caz, lipirea trebuie făcută numai după curățarea temeinică a tuturor contactelor.
Puteți chiar să alegeți direct un adaptor analogic. În acest caz, sarcina va fi mică, iar nivelul de rezistență negativă cu o asamblare reușită nu va depăși 5 ohmi. Parametrul pentru excitarea oscilațiilor cu un declanșator este în medie de 5 ms. Principala problemă pe care o are generatorul de impulsuri este aceasta: sensibilitate crescută. Ca urmare, aceste dispozitive nu sunt capabile să funcționeze cu o sursă de alimentare mai mare de 20 V.
sarcina crescuta?
Să fim atenți la microcircuite. Generatoarele de impulsuri de acest tip implică utilizarea unui inductor puternic. În plus, trebuie selectat doar un adaptor analogic. În acest caz, este necesar să se obțină un randament ridicat al sistemului. În acest scop, condensatoarele sunt utilizate numai de tip capacitiv. Cel puțin, acestea trebuie să poată rezista la o rezistență negativă de 5 ohmi.
O mare varietate de rezistențe sunt potrivite pentru dispozitiv. Dacă le alegeți de tip închis, atunci este necesar să le asigurați un contact separat. Dacă decideți să utilizați rezistențe cu efect de câmp, schimbarea de fază în acest caz va dura destul de mult. Tiristoarele sunt practic inutile pentru astfel de dispozitive.
Modele cu stabilizare cu cuarț
Circuitul generator de impulsuri de acest tip prevede utilizarea doar a unui adaptor fără condensator. Toate acestea sunt necesare pentru a se asigura că viteza de excitație a oscilațiilor este de cel puțin la nivelul de 4 ms. Toate acestea vor reduce și pierderile termice. Condensatorii pentru dispozitiv sunt selectați în funcție de nivelul de rezistență negativă. În plus, trebuie luat în considerare tipul de alimentare. Dacă luăm în considerare modelele în impulsuri, nivelul curentului lor de ieșire este în medie de aproximativ 30 V. Toate acestea pot duce în cele din urmă la supraîncălzirea condensatoarelor.
Pentru a evita astfel de probleme, mulți experți recomandă instalarea diodelor zener. Sunt lipite direct pe adaptor. Pentru a face acest lucru, trebuie să curățați toate contactele și să verificați tensiunea catodului. Se folosesc și adaptoare auxiliare pentru astfel de generatoare. În această situație, ei joacă rolul unui transceiver dial-up. Ca rezultat, parametrul de excitație a oscilației crește la 6 ms.
Generatoare cu condensatoare PP2
Configurarea unui generator de impulsuri de înaltă tensiune cu condensatori de acest tip este destul de simplă. Găsirea de elemente pentru astfel de dispozitive pe piață nu este o problemă. Cu toate acestea, este important să alegeți un microcircuit de înaltă calitate. Mulți oameni cumpără modificări multi-canal în acest scop. Cu toate acestea, sunt destul de scumpe în magazin în comparație cu tipurile obișnuite.
Tranzistoarele pentru generatoare sunt cele mai potrivite unijunction. În acest caz, parametrul rezistenței negative nu trebuie să depășească 7 ohmi. Într-o astfel de situație, se poate spera la stabilitatea sistemului. Pentru a crește sensibilitatea dispozitivului, mulți recomandă utilizarea diodelor zener. Cu toate acestea, declanșatorii sunt utilizați extrem de rar. Acest lucru se datorează faptului că debitul modelului este redus semnificativ. Problema principală a condensatoarelor este considerată a fi amplificarea frecvenței de limitare.
Ca urmare, schimbarea de fază are loc cu o marjă mare. Pentru a configura corect procesul, trebuie mai întâi să configurați adaptorul. Dacă nivelul de rezistență negativ este de 5 ohmi, atunci frecvența maximă a dispozitivului ar trebui să fie de aproximativ 40 Hz. Ca rezultat, sarcina de pe rezistoare este eliminată.
Modele cu condensatoare PP5
Un generator de impulsuri de înaltă tensiune cu condensatorii specificati poate fi găsit destul de des. Mai mult, poate fi folosit chiar și cu surse de alimentare de 15 V. Debitul său depinde de tipul de adaptor. În acest caz, este important să decideți asupra rezistențelor. Dacă selectați modele de teren, atunci este mai indicat să instalați adaptorul de tip fără condensator. În acest caz, parametrul de rezistență negativă va fi în jur de 3 ohmi.
Diode Zener sunt folosite destul de des în acest caz. Acest lucru se datorează unei scăderi accentuate a nivelului frecvenței de limitare. Pentru a o nivela, diodele zener sunt ideale. Acestea sunt de obicei instalate lângă portul de ieșire. La rândul său, cel mai bine este să lipiți rezistențele lângă adaptor. Indicatorul excitației oscilatorii depinde de capacitatea condensatoarelor. Luând în considerare modelele de 3 pF, rețineți că parametrul de mai sus nu va depăși niciodată 6 ms.
Probleme la generatorul principal
Principala problemă a dispozitivelor cu condensatori PP5 este considerată a fi sensibilitatea crescută. În același timp, indicatorii termici sunt și ei la un nivel scăzut. Din acest motiv, este adesea nevoie să folosiți un declanșator. Cu toate acestea, în acest caz, este încă necesară măsurarea tensiunii de ieșire. Dacă depășește 15 V cu un bloc de 20 V, atunci declanșatorul poate îmbunătăți semnificativ funcționarea sistemului.
Dispozitive pe regulatoarele MKM25
Circuitul generator de impulsuri cu acest regulator include numai rezistențe de tip închis. În acest caz, microcircuitele pot fi folosite chiar și în seria PPR1. În acest caz, sunt necesari doar doi condensatori. Nivelul de rezistență negativă depinde direct de conductivitatea elementelor. Dacă capacitatea condensatorului este mai mică de 4 pF, atunci rezistența negativă poate crește chiar la 5 ohmi.
Pentru a rezolva această problemă, este necesar să folosiți diode zener. În acest caz, regulatorul este instalat pe generatorul de impulsuri lângă adaptorul analogic. Contactele de ieșire trebuie curățate temeinic. De asemenea, ar trebui să verificați tensiunea de prag a catodului însuși. Dacă depășește 5 V, atunci puteți conecta un generator de impulsuri reglabil la două contacte.
- Tutorial
Bună ziua, dragi locuitori din Khabrovsk.
Această postare va fi puțin neobișnuită.
În el vă voi spune cum să faceți un generator de înaltă tensiune simplu și destul de puternic (280.000 de volți). Am luat ca bază circuitul Marx Generator. Particularitatea schemei mele este că am recalculat-o pentru piese accesibile și ieftine. În plus, circuitul în sine este ușor de repetat (mi-a luat 15 minute să-l asamblam), nu necesită configurare și pornește prima dată. După părerea mea, este mult mai simplu decât un transformator Tesla sau un multiplicator de tensiune Cockroft-Walton.
Principiul de funcționare
Imediat după pornire, condensatorii încep să se încarce. În cazul meu, până la 35 de kilovolți. Imediat ce tensiunea atinge pragul de avarie al unuia dintre descărcători, condensatoarele prin descărcător vor fi conectate în serie, ceea ce va duce la o dublare a tensiunii la condensatoarele conectate la acest descărcător. Din această cauză, eclatoarele rămase sunt declanșate aproape instantaneu, iar tensiunea de pe condensatoare se adună. Am folosit 12 pași, ceea ce înseamnă că tensiunea trebuie înmulțită cu 12 (12 x 35 = 420). 420 de kilovolți sunt descărcări de aproape jumătate de metru. Dar, în practică, ținând cont de toate pierderile, descărcările rezultate au avut o lungime de 28 cm Pierderile s-au datorat descărcărilor corona.
Despre detalii:
Circuitul în sine este simplu, constând din condensatori, rezistențe și descărcători. Veți avea nevoie și de o sursă de alimentare. Deoarece toate piesele sunt de înaltă tensiune, apare întrebarea, de unde le pot obține? Acum, primele lucruri mai întâi:1 - rezistențe
Rezistoarele necesare sunt 100 kOhm, 5 wați, 50.000 volți.Am încercat multe rezistențe din fabrică, dar niciuna nu a putut rezista la o astfel de tensiune - arcul ar sparge partea de sus a carcasei și nimic nu ar funcționa. O căutare atentă pe Google a dat un răspuns neașteptat: meșterii care au asamblat generatorul Marx pentru tensiuni de peste 100.000 de volți au folosit rezistențe lichide complexe, generatorul Marx pe rezistențe lichide sau au folosit o mulțime de trepte. Am vrut ceva mai simplu și am făcut rezistențe din lemn.
Am rupt două ramuri uniforme ale unui copac umed pe stradă (lemnul uscat nu conduce curentul) și am pornit prima ramură în loc de un grup de rezistențe în dreapta condensatoarelor, a doua ramură în loc de un grup de rezistențe la partea stângă a condensatoarelor. S-au dovedit a fi două ramuri cu multe concluzii la distanțe egale. Am făcut concluzii înfășurând sârmă goală peste ramuri. Experiența arată că astfel de rezistențe pot rezista la tensiuni de zeci de megavolți (10.000.000 de volți)
2 - condensatoare
Totul este mai simplu aici. Am luat condensatoare care erau cele mai ieftine de pe piața radio - K15-4, 470 pF, 30 kV (aka greensheets). Au fost folosite la televizoarele cu tub, așa că acum le puteți cumpăra de la un loc de dezasamblare sau le puteți cere gratuit. Aceștia rezistă bine la o tensiune de 35 de kilovolți, nu a pătruns niciunul.3 - alimentare
Pur și simplu nu m-am putut decide să asamblam un circuit separat pentru a-mi alimenta generatorul Marx. Pentru că zilele trecute vecinul meu mi-a dat un televizor vechi „Electron TC-451”. Anodul kinescopului din televizoarele color folosește o tensiune constantă de aproximativ 27.000 de volți. Am deconectat firul de înaltă tensiune (ventuza) de la anodul kinescopului și am decis să verific ce fel de arc se va produce din această tensiune.După ce m-am jucat suficient cu arcul, am ajuns la concluzia că circuitul din televizor este destul de stabil, poate rezista cu ușurință la suprasarcini, iar în cazul unui scurtcircuit, protecția este declanșată și nimic nu se arde. Circuitul din televizor are rezervă de putere și am reușit să-l overclockez de la 27 la 35 de kilovolți. Pentru a face acest lucru, am răsucit trimmer-ul R2 din modulul de alimentare al televizorului, astfel încât sursa de alimentare orizontală să crească de la 125 la 150 de volți, ceea ce a dus, la rândul său, la o creștere a tensiunii anodului la 35 kilovolți. Când încercați să creșteți și mai mult tensiunea, tranzistorul KT838A trece prin scanarea orizontală a televizorului, așa că trebuie să nu exagerați.
Procesul de construire
Folosind sârmă de cupru, am înșurubat condensatorii la ramurile copacilor. Trebuie să existe o distanță de 37 mm între condensatori, altfel poate apărea o defecțiune nedorită. Am îndoit capetele libere ale firului astfel încât să fie 30 mm între ele - acestea vor fi descărcătoarele.Este mai bine să vezi o dată decât să auzi de 100 de ori. Urmărește videoclipul în care am arătat în detaliu procesul de asamblare și funcționarea generatorului:
Măsuri de siguranță
Trebuie avută o atenție deosebită, deoarece circuitul funcționează la o tensiune constantă și o descărcare chiar și de la un singur condensator va fi cel mai probabil fatală. Când porniți circuitul, trebuie să vă aflați la o distanță suficientă, deoarece electricitatea pătrunde 20 cm sau chiar mai mult prin aer. După fiecare oprire, trebuie să descărcați întotdeauna toți condensatorii (chiar și cei din televizor) cu un fir bine împământat.Este mai bine să eliminați toate componentele electronice din camera în care vor fi efectuate experimentele. Descărcările creează impulsuri electromagnetice puternice. Telefonul, tastatura și monitorul care sunt afișate în videoclipul meu sunt nefuncționale și nu mai pot fi reparate! Chiar și în camera alăturată mi s-a oprit centrala pe gaz.
Trebuie să vă protejați auzul. Zgomotul de la descărcări este similar cu împușcăturile, apoi îți face urechile să sune.
Primul lucru pe care îl simți când îl pornești este modul în care aerul din cameră este electrificat. Intensitatea câmpului electric este atât de mare încât este resimțită de fiecare păr al corpului.
Descărcarea corona este clar vizibilă. Strălucire albăstruie frumoasă în jurul pieselor și firelor.
Există întotdeauna un ușor șoc electric, uneori nici nu înțelegi de ce: ai atins ușa - a sărit o scânteie, ai vrut să iei foarfeca - foarfeca împușcat. Pe întuneric, am observat că scântei săreau între diverse obiecte metalice care nu erau conectate la generator: într-o servietă cu o unealtă, scântei săreau între șurubelnițe, clești și un fier de lipit.
Luminile se aprind de la sine, fără fire.
Toată casa miroase a ozon, ca după o furtună.
Concluzie
Toate piesele vor costa aproximativ 50 UAH (5 USD), acesta este un televizor vechi și condensatori. Acum dezvolt o schemă fundamental nouă, cu scopul de a obține descărcări de contoare fără costuri speciale. Vă întrebați: care este aplicarea acestei scheme? O sa raspund ca sunt aplicatii, dar trebuie discutate intr-un alt topic.Asta e tot pentru mine, ai grijă când lucrezi cu tensiune înaltă.
Generator puternic de înaltă tensiune (aparat Kirlian), 220/40000 volți
Generatorul produce tensiuni de până la 40.000 V și chiar mai mari, care pot fi aplicate electrozilor descriși în proiectele anterioare.
Poate fi necesar să folosiți o placă mai groasă de sticlă sau plastic în electrod pentru a evita șocurile electrice grave. Deși circuitul este puternic, curentul său de ieșire este scăzut, reducând riscul de șoc fatal dacă intră în contact cu orice parte a dispozitivului.
Cu toate acestea, ar trebui să fiți extrem de atenți când îl manipulați, deoarece nu poate fi exclusă posibilitatea unui șoc electric.
Atenţie! Tensiunile înalte sunt periculoase. Fiți extrem de atenți când lucrați cu acest circuit. Este indicat să aveți experiență cu astfel de dispozitive.
Puteți utiliza generatorul în experimente cu fotografia Kirlian (electrofotografie) și alte experimente paranormale, cum ar fi cele care implică plasmă sau ionizare.
Circuitul folosește componente convenționale și are o putere de ieșire de aproximativ 20 W.
Mai jos sunt câteva caracteristici ale dispozitivului:
- tensiune de alimentare - 117 V sau 220/240 V (rețea AC);
- tensiune de ieșire - până la 40 kV (în funcție de transformatorul de înaltă tensiune);
- putere de ieșire - de la 5 la 25 W (în funcție de componentele utilizate);
- număr de tranzistori - 1;
- frecvența de funcționare - de la 2 la 15 kHz.
Principiul de funcționare
Diagrama prezentată în fig. 2.63, constă dintr-un generator cu un singur tranzistor, a cărui frecvență de funcționare este determinată de condensatoarele C3 și C4 și de inductanța înfășurării primare a transformatorului de înaltă tensiune.
Orez. 2,63 aparat Kirlian
Proiectul folosește un tranzistor npn de siliciu de mare putere. Pentru a elimina căldura, acesta trebuie montat pe un calorifer suficient de mare.
Rezistoarele R1 și R2 determină puterea de ieșire prin setarea curentului tranzistorului. Punctul său de funcționare este stabilit de rezistența R3. În funcție de caracteristicile tranzistorului, este necesar să se selecteze experimental valoarea rezistorului R3 (ar trebui să fie în intervalul 270...470 Ohmi).
Transformatorul de ieșire orizontal al televizorului (transformator orizontal) cu miez de ferită este folosit ca transformator de înaltă tensiune, care determină și frecvența de funcționare. Înfășurarea primară este formată din 20...40 de spire de sârmă obișnuită izolată. Pe înfășurarea secundară se generează o tensiune foarte mare, pe care o veți folosi în experimente.
Alimentarea este foarte simplă; este un redresor cu undă completă cu un transformator descendente. Se recomandă utilizarea unui transformator cu înfășurări secundare care asigură tensiuni de 20...25 V și curenți de 3...5 A.
Asamblare
Lista elementelor este prezentată în tabel. 2.13. Deoarece cerințele de asamblare nu sunt foarte stricte, în Fig. Figura 2.64 prezintă metoda de instalare folosind un bloc de montare. Conține piese mici, cum ar fi rezistențe și condensatoare, interconectate prin montaj cu balamale.
Tabelul 2.13. Lista elementelor
Piesele mari, cum ar fi un transformator, sunt înșurubate direct pe carcasă.
Este mai bine să faceți corpul din plastic sau lemn.
Orez. 2,64. Instalarea dispozitivului
Transformatorul de înaltă tensiune poate fi scos de pe un televizor alb-negru sau color care nu funcționează. Dacă este posibil, utilizați un televizor cu o diagonală de 21 de inci sau mai mare: cu cât kinescopul este mai mare, cu atât este mai mare tensiunea pe care trebuie să o genereze transformatorul de linie al televizorului.
Rezistoarele R1 și R2 - bobinate C1 - orice condensator cu o valoare nominală de 1500...4700 µF.
Generatorul produce impulsuri de înaltă tensiune cu o frecvență de 400 Hz, urmând în rafale cu o durată de 0,05 secunde. și o rată de repetiție de 4 Hz. Impulsurile au un interval de 18-25 kV. Curentul consumat de generator de la o sursă cu o tensiune de 6... 15 V nu este mai mare de 0,5A. Majoritatea generatoarelor de înaltă tensiune dezvoltate de radioamatori se bazează pe multiplicatori de înaltă tensiune sau pe transformatoare de înaltă tensiune de casă.
În ambele cazuri, fiabilitatea dispozitivului este scăzută. Diodele multiplicatoare sunt ușor de spart, iar realizarea unei bobine de înaltă tensiune cu mai multe ture de înaltă calitate în condiții de amatori este foarte dificilă și necesită timp.
În acest sens, utilizarea unei bobine de înaltă tensiune din fabrică gata făcută într-un astfel de generator - o bobină de aprindere dintr-o mașină cu un sistem de aprindere prin contact - este de mare interes. Aceste bobine, în ciuda numărului mare de spire și a tensiunii ridicate pe care o generează, sunt foarte rezistente la umiditate și schimbări de temperatură și sunt cele mai potrivite pentru lucrul în condiții de câmp.
Schema schematică a unui generator bazat pe o bobină de aprindere standard de la o mașină VAZ - B115 este prezentată în figura de mai sus.
Principiul de funcționare al unui generator de înaltă tensiune cu impulsuri:
Etapa de ieșire este realizată pe tranzistoarele VT1 și VT2 conform unui circuit care amintește de circuitul etajului de ieșire al unui sistem de aprindere a tranzistorului. VT2 funcționează în modul cheie și întrerupe curentul care circulă prin bobină, ca urmare, apar oscilații în circuitul format din înfășurarea de rezistență scăzută a bobinei și C5, care induc un impuls de înaltă tensiune în înfășurarea de înaltă rezistență.
Pentru a asigura cel mai economic mod și în același timp a menține eficiența generatorului, la intrarea etajului de ieșire se primește un semnal de impuls, constând în rafale de 0,05 secunde, urmând cu o frecvență de 4 Hz, care conţin impulsuri cu o frecvenţă de 400 Hz.
Acest semnal este generat de un generator pe cipurile D1 și D2. Elementele D1.1 și D1.2 conțin un multivibrator care generează impulsuri cu o frecvență de 400 Hz. Aceste impulsuri, prin dispozitivul cheie de pe D2.1 și treapta tampon de pe D2.2 și D2.3, sunt trimise la baza VT1.
Dar sosirea lor este întreruptă de un multivibrator pe D1.3 și D1.4, care generează impulsuri cu o frecvență de 4 Hz. Rezistoarele R3 și R2 sunt selectate în așa fel încât durata semiciclului pozitiv la care se deschide D2.1 este de 0,05 secunde.
Dioda D246 poate fi înlocuită cu D243, KD213. Tranzistorul KT838 poate fi înlocuit cu KT812. Bobină de aprindere - orice bobină de înaltă rezistență, din sistemul clasic de aprindere al mașinilor VAZ, Moskvich, Volga.
Setare:
Rata de repetiție a impulsurilor de înaltă tensiune poate fi setată selectând R2.
Generatoarele de înaltă tensiune de putere mică sunt utilizate pe scară largă în detectarea defectelor, pentru a alimenta acceleratoare portabile de particule încărcate, tuburi cu raze X și catodice, tuburi fotomultiplicatoare și detectoare de radiații ionizante. În plus, sunt utilizate și pentru distrugerea prin puls electric a solidelor, producerea de pulberi ultrafine, sinteza de noi materiale, ca detectoare de scurgeri de scântei, pentru lansarea surselor de lumină cu descărcare în gaz, în diagnosticarea descărcării electrice a materialelor și produselor, obținerea de gaze. descărcați fotografii folosind metoda S. D. Kirlian, testând calitatea izolației de înaltă tensiune. În viața de zi cu zi, astfel de dispozitive sunt folosite ca surse de energie pentru colectorii electronici de praf ultrafin și radioactiv, sisteme de aprindere electronică, pentru candelabre electroefluviale (candelabre de A. L. Chizhevsky), aeroionizatoare, dispozitive medicale (D'Arsonval, franklization, dispozitive de ultratonterapie), gaz. brichete, garduri electrice, pistoale asomatoare electrice etc.
În mod convențional, clasificăm ca generatoare de înaltă tensiune dispozitivele care generează tensiuni peste 1 kV.
Generatorul de impulsuri de înaltă tensiune folosind un transformator rezonant (Fig. 11.1) este realizat conform schemei clasice folosind un eclator de gaz RB-3.
Condensatorul C2 este încărcat cu o tensiune pulsatorie prin dioda VD1 și rezistorul R1 la tensiunea de defalcare a eclatorului de gaz. Ca urmare a defalcării spațiului de gaz al eclatorului, condensatorul este descărcat pe înfășurarea primară a transformatorului, după care procesul se repetă. Ca urmare, la ieșirea transformatorului T1 se formează impulsuri de înaltă tensiune amortizate cu o amplitudine de până la 3...20 kV.
Pentru a proteja înfășurarea de ieșire a transformatorului de supratensiune, este conectat în paralel cu acesta un eclator realizat sub formă de electrozi cu un spațiu de aer reglabil.
Orez. 11.1. Circuitul unui generator de impulsuri de înaltă tensiune folosind un eclator de gaz.
Orez. 11.2. Circuitul unui generator de impulsuri de înaltă tensiune cu dublarea tensiunii.
Transformatorul T1 al generatorului de impulsuri (Fig. 11.1) este realizat pe un miez deschis de ferită M400NN-3 cu un diametru de 8 și o lungime de 100 mm. Înfășurarea primară (de joasă tensiune) a transformatorului conține 20 de spire de sârmă MGShV 0,75 mm cu pasul de înfășurare de 5...6 mm. Înfășurarea secundară conține 2400 de spire de înfășurare obișnuită de sârmă PEV-2 de 0,04 mm. Înfășurarea primară este înfășurată peste înfășurarea secundară printr-o garnitură de politetrafluoretilenă (fluoroplastică) de 2x0,05 mm. Înfășurarea secundară a transformatorului trebuie să fie izolată în mod fiabil de primar.
O variantă de realizare a unui generator de impulsuri de înaltă tensiune care utilizează un transformator rezonant este prezentată în Fig. 11.2. In acest circuit generator exista izolare galvanica fata de reteaua de alimentare. Tensiunea de rețea este furnizată la transformatorul intermediar (trep-up) T1. Tensiunea preluată de la înfășurarea secundară a transformatorului de rețea este furnizată unui redresor care funcționează conform unui circuit de dublare a tensiunii.
Ca urmare a funcționării unui astfel de redresor, pe placa superioară a condensatorului C2 apare o tensiune pozitivă în raport cu firul neutru, egală cu rădăcina pătrată a lui 2Uii, unde Uii este tensiunea de pe înfășurarea secundară a transformatorului de putere.
La condensatorul C1 se formează o tensiune corespunzătoare de semn opus. Ca urmare, tensiunea de pe plăcile condensatorului SZ va fi egală cu 2 rădăcini pătrate de 2Uii.
Rata de încărcare a condensatoarelor C1 și C2 (C1=C2) este determinată de valoarea rezistenței R1.
Când tensiunea de pe plăcile condensatorului SZ devine egală cu tensiunea de rupere a decalajului de gaz FV1, va avea loc o defalcare a decalajului său de gaz, condensatorul SZ și, în consecință, condensatoarele C1 și C2 vor fi descărcate și vor avea loc oscilații amortizate periodice. în înfăşurarea secundară a transformatorului T2. După descărcarea condensatoarelor și oprirea eclatorului, procesul de încărcare și descărcarea ulterioară a condensatorilor la înfășurarea primară a transformatorului 12 va fi repetat din nou.
Un generator de înaltă tensiune utilizat pentru obținerea de fotografii într-o descărcare de gaz, precum și pentru colectarea prafului ultrafin și radioactiv (Fig. 11.3) este format dintr-un dublator de tensiune, un generator de impulsuri de relaxare și un transformator rezonant intens.
Dublatorul de tensiune este realizat folosind diode VD1, VD2 și condensatoare C1, C2. Lanțul de încărcare este format din condensatoarele C1 SZ și rezistența R1. Un eclator de gaz de 350 V este conectat în paralel la condensatoarele C1 SZ cu înfășurarea primară a transformatorului T1 conectată în serie.
De îndată ce nivelul tensiunii continue la condensatoarele C1 SZ depășește tensiunea de defalcare a eclatorului, condensatoarele sunt descărcate prin înfășurarea transformatorului de creștere și, ca urmare, se formează un impuls de înaltă tensiune. Elementele circuitului sunt selectate astfel încât frecvența de formare a impulsului să fie de aproximativ 1 Hz. Condensatorul C4 este proiectat pentru a proteja borna de ieșire a dispozitivului de tensiunea de la rețea.
Orez. 11.3. Circuitul unui generator de impulsuri de înaltă tensiune care utilizează un eclator de gaz sau dinistori.
Tensiunea de ieșire a dispozitivului este în întregime determinată de proprietățile transformatorului utilizat și poate ajunge la 15 kV. Un transformator de înaltă tensiune cu o tensiune de ieșire de aproximativ 10 kV este realizat pe un tub dielectric cu un diametru exterior de 8 și o lungime de 150 mm, un electrod de cupru cu un diametru de 1,5 mm; Înfășurarea secundară conține 3...4 mii de spire de sârmă PELSHO 0,12, înfășurată tură în tură în 10...13 straturi (lățime de înfășurare 70 mm) și impregnată cu adeziv BF-2 cu izolație interstrat din politetrafluoretilenă. Înfășurarea primară conține 20 de spire de sârmă PEV 0,75 trecute printr-un cambric de clorură de polivinil.
Ca un astfel de transformator, puteți utiliza și un transformator de ieșire de scanare orizontală modificat al unui televizor; transformatoare pentru brichete electronice, lămpi bliț, bobine de aprindere etc.
Descărcătorul de gaz R-350 poate fi înlocuit cu un lanț comutabil de dinistori de tip KN102 (Fig. 11.3, dreapta), care va permite modificarea treptată a tensiunii de ieșire. Pentru a distribui uniform tensiunea pe dinistori, la fiecare dintre ele sunt conectate în paralel rezistențe de aceeași valoare cu o rezistență de 300...510 kOhm.
În Fig. 11.4.
Orez. 11.4. Circuitul unui generator de impulsuri de înaltă tensiune folosind un tiratron.
Tensiunea de rețea este redresată de dioda VD1. Tensiunea redresată este netezită de condensatorul C1 și alimentată circuitului de încărcare R1, C2. De îndată ce tensiunea condensatorului C2 atinge tensiunea de aprindere a tiratronului VL1, acesta clipește. Condensatorul C2 este descărcat prin înfășurarea primară a transformatorului T1, tiratronul se stinge, condensatorul începe să se încarce din nou etc.
Ca transformator T1 se folosește o bobină de aprindere a automobilului.
În loc de tiratronul VL1 MTX-90, puteți activa unul sau mai multe dinistoare de tip KN102. Amplitudinea tensiunii înalte poate fi reglată în funcție de numărul de dinistori incluse.
Proiectarea unui convertor de înaltă tensiune folosind un comutator tiratron este descrisă în lucrare. Rețineți că alte tipuri de dispozitive umplute cu gaz pot fi folosite pentru a descărca un condensator.
Mai promițătoare este utilizarea dispozitivelor de comutare semiconductoare în generatoarele moderne de înaltă tensiune. Avantajele lor sunt clar exprimate: repetabilitate ridicată a parametrilor, cost și dimensiuni mai mici, fiabilitate ridicată.
Mai jos vom lua în considerare generatoarele de impulsuri de înaltă tensiune care utilizează dispozitive de comutare semiconductoare (dinistoare, tiristoare, tranzistoare bipolare și cu efect de câmp).
Un analog complet echivalent, dar cu curent scăzut al descărcătoarelor de gaz sunt dinistorii.
În fig. Figura 11.5 prezintă circuitul electric al unui generator realizat pe dinistori. Structura generatorului este complet similară cu cele descrise mai devreme (Fig. 11.1, 11.4). Principala diferență este înlocuirea descarcătorului de gaz cu un lanț de dinistori conectați în serie.
Orez. 11.5. Circuitul unui generator de impulsuri de înaltă tensiune folosind dinistori.
Orez. 11.6. Circuitul unui generator de impulsuri de înaltă tensiune cu un redresor în punte.
Trebuie remarcat faptul că eficiența unui astfel de curenți analogi și comutați este semnificativ mai mică decât cea a prototipului, cu toate acestea, dinistorii sunt mai accesibile și mai durabili.
O versiune oarecum complicată a generatorului de impulsuri de înaltă tensiune este prezentată în Fig. 11.6. Tensiunea de rețea este furnizată unui redresor în punte folosind diode VD1 VD4. Tensiunea redresată este netezită de condensatorul C1. Acest condensator generează o tensiune constantă de aproximativ 300 V, care este folosită pentru alimentarea unui generator de relaxare compus din elementele R3, C2, VD5 și VD6. Sarcina sa este înfășurarea primară a transformatorului T1. Impulsurile cu o amplitudine de aproximativ 5 kV și o frecvență de repetiție de până la 800 Hz sunt îndepărtate din înfășurarea secundară.
Lantul de dinistori trebuie proiectat pentru o tensiune de comutare de aproximativ 200 V. Aici puteti folosi dinistori de tip KN102 sau D228. Trebuie luat în considerare faptul că tensiunea de comutare a dinistorilor de tip KN102A, D228A este de 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.
Ca transformator T1 în dispozitivele de mai sus, poate fi utilizat un transformator de linie modificat de la un televizor alb-negru. Înfășurarea sa de înaltă tensiune este lăsată, restul sunt îndepărtate și în schimb o înfășurare de joasă tensiune (primară) este înfășurată 15...30 de spire de fir PEV cu diametrul de 0,5...0,8 mm.
Atunci când alegeți numărul de spire ale înfășurării primare, trebuie luat în considerare numărul de spire ale înfășurării secundare. De asemenea, este necesar să se țină seama de faptul că valoarea tensiunii de ieșire a generatorului de impulsuri de înaltă tensiune depinde într-o măsură mai mare de ajustarea circuitelor transformatorului la rezonanță, mai degrabă decât de raportul dintre numărul de spire ale înfășurărilor.
Caracteristicile unor tipuri de transformatoare de televiziune cu scanare orizontală sunt date în Tabelul 11.1.
Tabelul 11.1. Parametrii înfășurărilor de înaltă tensiune ale transformatoarelor de televiziune orizontale unificate.
| Tip transformator | Numărul de ture | înfășurări R, Ohm |
|
| TVS-A, TVS-B | |||
| TVS-110, TVS-110M | |||
| Tip transformator | Numărul de ture | înfășurări R, Ohm |
|
| TVS-90LTs2, TVS-90LTs2-1 | |||
| TVS-110PTs15 | |||
| TVS-110PTs16, TVS-110PTs18 |
Orez. 11.7. Circuitul electric al unui generator de impulsuri de înaltă tensiune.
În fig. Figura 11.7 prezintă o diagramă a unui generator de impulsuri de înaltă tensiune în două trepte publicat pe unul dintre locații, în care un tiristor este utilizat ca element de comutare. La rândul său, a fost aleasă ca element de prag o lampă de neon a dispozitivului cu descărcare în gaz (lanț HL1, HL2) care determină rata de repetiție a impulsurilor de înaltă tensiune și declanșează tiristorul.
Când se aplică tensiunea de alimentare, generatorul de impulsuri, realizat pe baza tranzistorului VT1 (2N2219A KT630G), produce o tensiune de aproximativ 150 V. Această tensiune este redresată de dioda VD1 și încarcă condensatorul C2.
După ce tensiunea de pe condensatorul C2 depășește tensiunea de aprindere a lămpilor de neon HL1, HL2, condensatorul va fi descărcat prin rezistorul de limitare a curentului R2 la electrodul de control al tiristorului VS1, iar tiristorul va fi deblocat. Curentul de descărcare al condensatorului C2 va crea oscilații electrice în înfășurarea primară a transformatorului T2.
Tensiunea de comutare a tiristoarelor poate fi reglată selectând lămpi de neon cu tensiuni diferite de aprindere. Puteți modifica tensiunea de pornire a tiristoarelor treptat prin comutarea numărului de lămpi de neon conectate în serie (sau dinistorii care le înlocuiesc).
Orez. 11.8. Diagrama proceselor electrice pe electrozii dispozitivelor semiconductoare (la Fig. 11.7).
Diagrama tensiunii de la baza tranzistorului VT1 și de la anodul tiristorului este prezentată în Fig. 11.8. După cum reiese din diagramele prezentate, impulsurile oscilatorului de blocare au o durată de aproximativ 8 ms. Condensatorul C2 este încărcat exponențial în conformitate cu acțiunea impulsurilor preluate din înfășurarea secundară a transformatorului T1.
La ieșirea generatorului se formează impulsuri cu o tensiune de aproximativ 4,5 kV. Transformatorul de ieșire pentru amplificatoarele de joasă frecvență este folosit ca transformator T1. Ca
Transformatorul de înaltă tensiune T2 utilizează un transformator de la un bliț foto sau un transformator de televiziune cu scanare orizontală reciclat (vezi mai sus).
Diagrama unei alte versiuni a generatorului care utilizează o lampă de neon ca element de prag este prezentată în Fig. 11.9.
Orez. 11.9. Circuit electric al unui generator cu un element de prag pe o lampă cu neon.
Generatorul de relaxare din acesta este realizat pe elementele R1, VD1, C1, HL1, VS1. Funcționează la cicluri de tensiune de linie pozitivă, când condensatorul C1 este încărcat la tensiunea de comutare a elementului de prag de pe lampa de neon HL1 și tiristorul VS1. Dioda VD2 atenuează impulsurile de autoinducție ale înfășurării primare a transformatorului T1 și vă permite să creșteți tensiunea de ieșire a generatorului. Tensiunea de ieșire ajunge la 9 kV. Lampa de neon servește și ca un indicator că dispozitivul este conectat la rețea.
Transformatorul de înaltă tensiune este înfășurat pe o bucată de tijă cu diametrul de 8 și lungimea de 60 mm din ferită M400NN. Mai întâi, este plasată o înfășurare primară de 30 de spire de sârmă PELSHO 0,38, apoi este plasată o înfășurare secundară de 5500 de spire de PELSHO 0,05 sau un diametru mai mare. Între înfășurări și la fiecare 800... 1000 de spire ale înfășurării secundare se așează un strat izolator de bandă izolatoare din clorură de polivinil.
În generator, este posibil să se introducă o reglare discretă în mai multe etape a tensiunii de ieșire prin comutarea lămpilor de neon sau a dinistorilor într-un circuit în serie (Fig. 11.10). În prima versiune, sunt prevăzute două etape de reglare, în a doua - până la zece sau mai multe (atunci când se utilizează dinistori KN102A cu o tensiune de comutare de 20 V).
Orez. 11.10. Circuitul electric al elementului de prag.
Orez. 11.11. Circuit electric al unui generator de înaltă tensiune cu un element de prag de diodă.
Un generator simplu de înaltă tensiune (Fig. 11.11) vă permite să obțineți impulsuri de ieșire cu o amplitudine de până la 10 kV.
Elementul de control al dispozitivului comută cu o frecvență de 50 Hz (la o jumătate de undă a tensiunii de rețea). Dioda VD1 D219A (D220, D223) care funcționează sub polarizare inversă în modul de defalcare a avalanșei a fost utilizată ca element de prag.
Atunci când tensiunea de avalanșă la joncțiunea semiconductoare a diodei depășește tensiunea de avalanșă, dioda trece la starea conducătoare. Tensiunea de la condensatorul încărcat C2 este furnizată electrodului de control al tiristorului VS1. După pornirea tiristorului, condensatorul C2 este descărcat în înfășurarea transformatorului T1.
Transformatorul T1 nu are miez. Este realizat pe o bobină cu diametrul de 8 mm din polimetilmetacrilat sau politetracloretilenă și conține trei secțiuni distanțate cu o lățime de
9 mm. Înfășurarea step-up conține 3x1000 spire, înfășurată cu PET, sârmă PEV-2 de 0,12 mm. După înfășurare, înfășurarea trebuie să fie înmuiată în parafină. Deasupra parafinei se aplică 2 x 3 straturi de izolație, după care înfășurarea primară este înfășurată cu 3 x 10 spire de sârmă PEV-2 0,45 mm.
Tiristorul VS1 poate fi înlocuit cu altul pentru o tensiune mai mare de 150 V. Dioda de avalanșă poate fi înlocuită cu un lanț de dinistori (Fig. 11.10, 11.11 de mai jos).
Circuitul unei surse de impulsuri portabile de înaltă tensiune de putere redusă cu alimentare autonomă de la un element galvanic (Fig. 11.12) este format din două generatoare. Primul este construit pe două tranzistoare de putere redusă, al doilea pe un tiristor și un dinistor.
Orez. 11.12. Circuit generator de tensiune cu alimentare de joasă tensiune și element cheie tiristor-dinistor.
O cascadă de tranzistoare de diferite conductivitati transformă tensiunea continuă de joasă tensiune în tensiune pulsată de înaltă tensiune. Lanțul de sincronizare din acest generator este elementele C1 și R1. Când alimentarea este pornită, tranzistorul VT1 se deschide, iar căderea de tensiune pe colectorul său deschide tranzistorul VT2. Condensatorul C1, încărcat prin rezistorul R1, reduce curentul de bază al tranzistorului VT2 atât de mult încât tranzistorul VT1 iese din saturație, iar acest lucru duce la închiderea VT2. Tranzistoarele vor fi închise până când condensatorul C1 este descărcat prin înfășurarea primară a transformatorului T1.
Tensiunea de impuls crescută îndepărtată din înfășurarea secundară a transformatorului T1 este rectificată de dioda VD1 și alimentată la condensatorul C2 al celui de-al doilea generator cu tiristorul VS1 și dinistorul VD2. În fiecare semiciclu pozitiv
Condensatorul de stocare C2 este încărcat la o valoare a tensiunii de amplitudine egală cu tensiunea de comutare a dinistorului VD2, adică. până la 56 V (tensiune nominală de deblocare a impulsului pentru dinistor tip KN102G).
Trecerea dinistorului la starea deschis afectează circuitul de control al tiristorului VS1, care la rândul său se deschide și el. Condensatorul C2 este descărcat prin tiristor și înfășurarea primară a transformatorului T2, după care dinistorul și tiristorul se închid din nou și începe următoarea încărcare a condensatorului;
Impulsurile cu o amplitudine de câțiva kilovolți sunt îndepărtate din înfășurarea secundară a transformatorului T2. Frecvența descărcărilor de scântei este de aproximativ 20 Hz, dar este mult mai mică decât frecvența impulsurilor preluate din înfășurarea secundară a transformatorului T1. Acest lucru se întâmplă deoarece condensatorul C2 este încărcat la tensiunea de comutare dinistor nu într-un singur ciclu, ci în mai multe semicicluri pozitive. Valoarea capacității acestui condensator determină puterea și durata impulsurilor de descărcare de ieșire. Valoarea medie a curentului de descărcare care este sigur pentru dinistor și electrodul de control al tiristorului este selectată pe baza capacității acestui condensator și a mărimii tensiunii impulsului care alimentează cascada. Pentru a face acest lucru, capacitatea condensatorului C2 ar trebui să fie de aproximativ 1 µF.
Transformatorul T1 este realizat pe un miez magnetic inel de ferită de tip K10x6x5. Are 540 de spire de sârmă PEV-2 0.1 cu un robinet împământat după a 20-a tură. Începutul înfășurării sale este conectat la tranzistorul VT2, sfârșitul la dioda VD1. Transformatorul T2 este înfășurat pe o bobină cu un miez de ferită sau permalloy cu un diametru de 10 mm și o lungime de 30 mm. O bobină cu un diametru exterior de 30 mm și o lățime de 10 mm este înfășurată cu sârmă PEV-2 de 0,1 mm până când cadrul este complet umplut. Înainte de finalizarea înfășurării, se face un robinet împământat și ultimul rând de sârmă de 30...40 de spire este înfășurat pentru a răsturna un strat izolator de pânză lăcuită.
Transformatorul T2 trebuie impregnat cu lac izolant sau adeziv BF-2 în timpul înfășurării, apoi uscat complet.
În loc de VT1 și VT2, puteți utiliza orice tranzistoare de putere redusă capabile să funcționeze în modul impuls. Tiristorul KU101E poate fi înlocuit cu KU101G. Sursă de alimentare celule galvanice cu o tensiune de cel mult 1,5 V, de exemplu, 312, 314, 316, 326, 336, 343, 373 sau baterii cu discuri nichel-cadmiu tip D-0.26D, D-0.55S etc.
În Fig. 11.13.
Orez. 11.13. Circuit electric al unui generator de impulsuri de înaltă tensiune cu un dispozitiv capacitiv de stocare a energiei și un comutator cu tiristor.
În timpul semiciclului pozitiv al tensiunii de rețea, condensatorul C1 este încărcat prin rezistorul R1, dioda VD1 și înfășurarea primară a transformatorului T1. Tiristorul VS1 este închis în acest caz, deoarece nu există curent prin electrodul său de control (căderea de tensiune pe dioda VD2 în direcția înainte este mică în comparație cu tensiunea necesară pentru deschiderea tiristorului).
În timpul unui semiciclu negativ, diodele VD1 și VD2 se închid. Se formează o cădere de tensiune la catodul tiristorului în raport cu electrodul de control (minus la catod, plus la electrodul de control), apare un curent în circuitul electrodului de control și tiristorul se deschide. În acest moment, condensatorul C1 este descărcat prin înfășurarea primară a transformatorului. În înfășurarea secundară apare un impuls de înaltă tensiune. Și așa mai departe în fiecare perioadă de tensiune de rețea.
La ieșirea dispozitivului se formează impulsuri bipolare de înaltă tensiune (deoarece oscilațiile amortizate apar atunci când condensatorul este descărcat în circuitul de înfășurare primar).
Rezistorul R1 poate fi compus din trei rezistențe MLT-2 conectate în paralel cu o rezistență de 3 kOhm.
Diodele VD1 și VD2 trebuie proiectate pentru un curent de cel puțin 300 mA și o tensiune inversă de cel puțin 400 V (VD1) și 100 B (VD2). Condensator C1 de tip MBM pentru o tensiune de cel puțin 400 V. Capacitatea sa (o fracțiune dintr-o unitate de microfarad) este selectată experimental. Tiristor VS1 tip KU201K, KU201L, KU202K KU202N. Bobina de aprindere transformatoare B2B (6 V) de la o motocicleta sau masina.
Dispozitivul poate folosi un transformator de televiziune cu scanare orizontală TVS-110L6, TVS-1 YULA, TVS-110AM.
Un circuit destul de tipic al unui generator de impulsuri de înaltă tensiune cu un dispozitiv capacitiv de stocare a energiei este prezentat în Fig. 11.14.
Orez. 11.14. Schema unui generator de tiristoare de impulsuri de înaltă tensiune cu un dispozitiv capacitiv de stocare a energiei.
Generatorul conține un condensator de stingere C1, o punte redresoare cu diodă VD1 VD4, un comutator tiristor VS1 și un circuit de control. Când dispozitivul este pornit, condensatoarele C2 și S3 sunt încărcate, tiristorul VS1 este încă închis și nu conduce curentul. Tensiunea maximă pe condensatorul C2 este limitată de o diodă zener VD5 de 9V. În procesul de încărcare a condensatorului C2 prin rezistorul R2, tensiunea la potențiometrul R3 și, în consecință, la tranziția de control a tiristorului VS1 crește la o anumită valoare, după care tiristorul trece la o stare conductivă, iar condensatorul SZ prin tiristorul VS1 este descărcat prin înfășurarea primară (de joasă tensiune) a transformatorului T1, generând un impuls de înaltă tensiune. După aceasta, tiristorul se închide și procesul începe din nou. Potențiometrul R3 stabilește pragul de răspuns al tiristorului VS1.
Rata de repetare a pulsului este de 100 Hz. O bobină de aprindere a automobilului poate fi folosită ca transformator de înaltă tensiune. În acest caz, tensiunea de ieșire a dispozitivului va ajunge la 30...35 kV. Generatorul de tiristoare de impulsuri de înaltă tensiune (Fig. 11.15) este controlat de impulsuri de tensiune preluate de la un generator de relaxare realizat pe dinistorul VD1. Frecvența de funcționare a generatorului de impulsuri de control (15...25 Hz) este determinată de valoarea rezistenței R2 și de capacitatea condensatorului C1.
Orez. 11.15. Circuit electric al unui generator de impulsuri de înaltă tensiune cu tiristor cu control al impulsurilor.
Generatorul de relaxare este conectat la comutatorul tiristor printr-un transformator de impulsuri T1 tip MIT-4. Un transformator de înaltă frecvență de la aparatul de darsonvalizare Iskra-2 este utilizat ca transformator de ieșire T2. Tensiunea la ieșirea dispozitivului poate ajunge la 20...25 kV.
În fig. Figura 11.16 prezintă o opțiune pentru furnizarea de impulsuri de control la tiristorul VS1.
Convertorul de tensiune (Fig. 11.17), dezvoltat în Bulgaria, conține două trepte. În primul dintre ele, sarcina elementului cheie, realizată pe tranzistorul VT1, este înfășurarea transformatorului T1. Impulsurile de control dreptunghiulare pornesc/opresc periodic comutatorul de pe tranzistorul VT1, conectând/deconectând astfel înfășurarea primară a transformatorului.
Orez. 11.16. Opțiune pentru controlul unui comutator tiristor.
Orez. 11.17. Circuit electric al unui generator de impulsuri de înaltă tensiune în două trepte.
În înfășurarea secundară este indusă o tensiune crescută, proporțională cu raportul de transformare. Această tensiune este rectificată de dioda VD1 și încarcă condensatorul C2, care este conectat la înfășurarea primară (de joasă tensiune) a transformatorului de înaltă tensiune T2 și a tiristorului VS1. Funcționarea tiristorului este controlată de impulsuri de tensiune preluate din înfășurarea suplimentară a transformatorului T1 printr-un lanț de elemente care corectează forma impulsului.
Ca urmare, tiristorul se pornește/oprește periodic. Condensatorul C2 este descărcat pe înfășurarea primară a transformatorului de înaltă tensiune.
Generator de impulsuri de înaltă tensiune, fig. 11.18, conține un generator bazat pe un tranzistor unijoncție ca element de control.
Orez. 11.18. Circuit al unui generator de impulsuri de înaltă tensiune cu un element de control bazat pe un tranzistor unijoncție.
Tensiunea de rețea este redresată de puntea de diode VD1 VD4. Ondulările tensiunii redresate sunt netezite de condensatorul C1, curentul de încărcare al condensatorului în momentul în care dispozitivul este conectat la rețea este limitat de rezistența R1. Prin rezistorul R4, condensatorul S3 este încărcat. În același timp, intră în funcțiune un generator de impulsuri bazat pe un tranzistor unijunction VT1. Condensatorul său „de declanșare” C2 este încărcat prin rezistențele R3 și R6 de la un stabilizator parametric (rezistor de balast R2 și diode zener VD5, VD6). De îndată ce tensiunea condensatorului C2 atinge o anumită valoare, tranzistorul VT1 comută și un impuls de deschidere este trimis la tranziția de control a tiristorului VS1.
Condensatorul SZ este descărcat prin tiristorul VS1 la înfășurarea primară a transformatorului T1. Pe înfășurarea sa secundară se formează un impuls de înaltă tensiune. Rata de repetiție a acestor impulsuri este determinată de frecvența generatorului, care, la rândul său, depinde de parametrii lanțului R3, R6 și C2. Folosind rezistența de reglare R6, puteți modifica tensiunea de ieșire a generatorului de aproximativ 1,5 ori. În acest caz, frecvența pulsului este reglată în intervalul 250... 1000 Hz. În plus, tensiunea de ieșire se modifică la selectarea rezistenței R4 (între 5 și 30 kOhm).
Este recomandabil să folosiți condensatori de hârtie (C1 și SZ pentru o tensiune nominală de cel puțin 400 V); Puntea de diode trebuie proiectată pentru aceeași tensiune. În loc de ceea ce este indicat în diagramă, puteți folosi tiristorul T10-50 sau, în cazuri extreme, KU202N. Diodele Zener VD5, VD6 ar trebui să ofere o tensiune de stabilizare totală de aproximativ 18 V.
Transformatorul este realizat pe baza TVS-110P2 de la televizoare alb-negru. Toate înfășurările primare sunt îndepărtate și 70 de spire de sârmă PEL sau PEV cu un diametru de 0,5...0,8 mm sunt înfășurate pe spațiul liber.
Circuitul electric al unui generator de impulsuri de înaltă tensiune, Fig. 11.19, constă dintr-un multiplicator de tensiune diodă-condensator (diode VD1, VD2, condensatoare C1 C4). Ieșirea sa produce o tensiune constantă de aproximativ 600 V.
Orez. 11.19. Circuit al unui generator de impulsuri de înaltă tensiune cu un dublator de tensiune de rețea și un generator de impulsuri de declanșare bazat pe un tranzistor unijoncție.
Un tranzistor unijunction VT1 tip KT117A este utilizat ca element de prag al dispozitivului. Tensiunea la una dintre bazele sale este stabilizată de un stabilizator parametric bazat pe o diodă zener VD3 de tip KS515A (tensiune de stabilizare 15 B). Prin rezistorul R4, condensatorul C5 este încărcat, iar atunci când tensiunea la electrodul de control al tranzistorului VT1 depășește tensiunea de la baza sa, VT1 trece la o stare conductivă, iar condensatorul C5 este descărcat la electrodul de control al tiristorului VS1.
Când tiristorul este pornit, lanțul de condensatori C1 C4, încărcat la o tensiune de aproximativ 600...620 V, este descărcat în înfășurarea de joasă tensiune a transformatorului T1. După aceasta, tiristorul se oprește, procesele de încărcare-descărcare sunt repetate cu o frecvență determinată de constanta R4C5. Rezistorul R2 limitează curentul de scurtcircuit atunci când tiristorul este pornit și, în același timp, este un element al circuitului de încărcare al condensatoarelor C1 C4.
Circuitul convertor (Fig. 11.20) și versiunea sa simplificată (Fig. 11.21) este împărțit în următoarele componente: filtru barieră de rețea (filtru de interferență); regulator electronic; transformator de înaltă tensiune.
Orez. 11.20. Circuit electric al unui generator de înaltă tensiune cu un protector de supratensiune.
Orez. 11.21. Circuitul electric al unui generator de înaltă tensiune cu un protector de supratensiune.
Schema din fig. 11.20 funcționează după cum urmează. Condensatorul SZ este încărcat prin redresorul cu diodă VD1 și rezistorul R2 la valoarea amplitudinii tensiunii rețelei (310 V). Această tensiune trece prin înfășurarea primară a transformatorului T1 către anodul tiristorului VS1. De-a lungul celeilalte ramuri (R1, VD2 și C2), condensatorul C2 este încărcat lent. Când, în timpul încărcării sale, este atinsă tensiunea de avarie a dinistorului VD4 (în intervalul 25...35 V), condensatorul C2 este descărcat prin electrodul de control al tiristorului VS1 și îl deschide.
Condensatorul SZ este descărcat aproape instantaneu prin tiristorul deschis VS1 și înfășurarea primară a transformatorului T1. Curentul variabil pulsat induce o tensiune ridicată în înfășurarea secundară T1, a cărei valoare poate depăși 10 kV. După descărcarea condensatorului SZ, tiristorul VS1 se închide și procesul se repetă.
Un transformator de televiziune este folosit ca transformator de înaltă tensiune, din care este îndepărtată înfășurarea primară. Pentru noua înfășurare primară, se folosește un fir de înfășurare cu un diametru de 0,8 mm. Numărul de ture 25.
Pentru fabricarea inductoarelor de filtru barieră L1, L2, nucleele de ferită de înaltă frecvență sunt cele mai potrivite, de exemplu, 600NN cu un diametru de 8 mm și o lungime de 20 mm, având aproximativ 20 de spire de sârmă de înfășurare cu un diametru de 0,6. ..0,8 mm.
Orez. 11.22. Circuit electric al unui generator de înaltă tensiune în două trepte cu un element de control al tranzistorului cu efect de câmp.
Un generator de înaltă tensiune în două trepte (autorul Andres Estaban de la Plaza) conține un generator de impulsuri transformator, un redresor, un circuit RC de sincronizare, un element cheie pe un tiristor (triac), un transformator rezonant de înaltă tensiune și o funcționare cu tiristor. circuit de control (fig. 11.22).
Analog al tranzistorului TIP41 KT819A.
Un convertor de tensiune transformator de joasă tensiune cu feedback încrucișat, asamblat pe tranzistoarele VT1 și VT2, produce impulsuri cu o frecvență de repetiție de 850 Hz. Pentru a facilita funcționarea atunci când curg curenți mari, tranzistoarele VT1 și VT2 sunt instalate pe radiatoare din cupru sau aluminiu.
Tensiunea de ieșire îndepărtată din înfășurarea secundară a transformatorului T1 al convertorului de joasă tensiune este redresată de puntea de diode VD1 VD4 și încarcă condensatorii S3 și C4 prin rezistența R5.
Pragul de comutare a tiristorului este controlat de un regulator de tensiune, care include un tranzistor cu efect de câmp VTZ.
În plus, funcționarea convertorului nu diferă semnificativ de procesele descrise anterior: încărcarea/descărcarea periodică a condensatoarelor are loc pe înfășurarea de joasă tensiune a transformatorului și se generează oscilații electrice amortizate. Tensiunea de ieșire a convertorului, atunci când este utilizată la ieșire ca transformator de creștere al unei bobine de aprindere dintr-o mașină, ajunge la 40...60 kV la o frecvență de rezonanță de aproximativ 5 kHz.
Transformatorul T1 (transformator de scanare orizontală de ieșire) conține 2x50 spire de sârmă cu diametrul de 1,0 mm, înfășurat bifilar. Înfășurarea secundară conține 1000 de spire cu diametrul de 0,20...0,32 mm.
Rețineți că tranzistoarele moderne bipolare și cu efect de câmp pot fi utilizate ca elemente cheie controlate.