Высоковольтный генератор своими руками

1806970659.jpg

Многие из нас хоть раз в жизни видели в интернете или в реальной жизни фотографии Высоковольтных генераторов, или сами их делали. Многие представленные в интернете схемы довольно мощные, их выходное напряжение составляет от 50 до 100 Киловольт. Мощность, как и напряжение тоже довольно высокая. Но их питание – главная проблема. Источник напряжения должен быть подобающей генератору мощности, должен уметь отдавать долговременно большой ток.

Есть 2 варианта питания ВВ генераторов:

  1. аккумулятор,
  2. сетевой источник питания.

Первый вариант позволяет запустить устройство далеко «от розетки». Однако, как раннее было замечено, устройство будет потреблять большую мощность и, следовательно, аккумулятор должен обеспечивать эту мощность (если вы хотите, чтобы генератор работал «на все 100»). Аккумуляторы такой мощности довольно большие и автономным устройство с таким аккумулятором не назовёшь. Если осуществлять питание от сетевого источника, то об автономности тоже говорить не придётся, так как генератор буквально «не оторвёшь от розетки».

3602096761.jpg

Моё же устройство вполне автономно, так как потребляет от встроенного аккумулятора не так уж и много, однако вследствие низкого потребления мощность тоже не велика – около 10-15W. Но дугу с трансформатора получить можно, напряжение около 1 Киловольта. С умножителя напряжения по выше – 10-15 Кв.

Ближе к конструкции…

Так как этот генератор для серьёзных целей не планировал, я поместил все его «внутренности» в картонную коробку (как бы смешно это не звучало, но это так. Я прошу не судить строго мою конструкцию, так как высоковольтной технике я не специалист). У моего устройства присутствуют 2 Li-ion аккумулятора, ёмкостью 2200 мА/ч. Их зарядка осуществляется с помощью линейного стабилизатора на 8 вольт: L7808. Он также находится в корпусе. Также имеется два зарядных устройства: от сети (12 В, 1250 мА/ч) и от прикуривателя автомобиля.

Сама схема генерации высокого напряжения состоит из нескольких частей:

  1. фильтр входного напряжения,
  2. задающий генератор, построенный на мультивибраторе,
  3. силовые транзисторы,
  4. высоковольтный повышающий трансформатор (хочу отметить, что сердечник не должен иметь зазор, наличие зазора приводить к увеличению тока потребления и вследствие выход из строя силовых транзисторов).

Также к высоковольтному выходу можно подключить «симметричный» умножитель напряжения или… люминесцентную лампу, тогда ВВ генератор превращается в фонарь. Хотя на самом деле изначально это устройство планировалось сделать как фонарь. Схема преобразователя выполнена на макетной плате, при желании можете создать печатную плату. Максимальное потребление схемы – до 2-3 Ампера, это стоит учитывать при выборе выключателей. Стоимость устройства зависит от того, где вы брали компоненты. Я большую половину комплектации нашёл у себя в ящике или в коробке для хранения радиодеталей. Купить мне пришлось всего лишь линейный стабилизатор L7808, ИВЛМ1-1/7 (на самом деле сюда вставил ради интереса, а купил из любопытства J), также мне пришлось купить электронный трансформатор для галогенных ламп (из него я взял всего лишь трансформатор).  Провод для намотки вторичной (повышающей, высоковольтной) обмотки  взял из давно сгоревшего строчного трансформатора (ТВС110ПЦ), и Вам советую делать тоже самое. Так провод в строчных трансформаторах высоковольтный и с пробоем изоляции проблем быть не должно. С теорией вроде бы разобрались – теперь перейдём к практике…

Внешний вид…

Рис.1 – вид на управляющую панель:

3860595034.png

  1. индикаторы работоспособности
  2. индикатор присутствия зарядного напряжения
  3. вход от 8 до 25 вольт (для зарядки)
  4. кнопка включения заряда аккумулятора (включать только при подключённом зарядном устройстве)
  5. переключатель аккумуляторов (верхнее положение – основной, нижнее - запасной)
  6. выключатель ВВ генератора
  7. высоковольтный выход

На лицевой панели присутствуют 3 индикатора работоспособности. Их здесь такое количество, потому что семисегментный индикатор является моим инициалом (на нём светиться первая буква моего имени: «А»J), светодиоды над выключателем и переключателем изначально планировались быть дополнительными индикаторами заряда батареи, но со схемой индикации возникла проблема, а отверстия в корпусе уже были сделаны. Пришлось поставить светодиоды, но уже в качестве просто индикаторов, дабы не портить внешний вид.

Рис.2 – вид на вольтметр и индикатор:

1682727667.jpg

  1. вольтметр – показывает напряжение на аккумуляторе
  2. индикатор – ИВЛМ1-1/7
  3. предохранитель (от случайного включения)

Вакуумно-люминесцентный индикатор установил ради интереса, так как это мой первый индикатор такого типа.

Рис.3 – внутренний вид:

1496075075.jpg

  1. корпус
  2. аккумуляторы (12,1-основной, 12,2-запасной)
  3. линейный стабилизатор 7808 (для зарядки аккумуляторов)
  4. плата преобразователя
  5. теплоотвод с полевым транзистором КП813А2

Тут, думаю нечего пояснять.

Рис.4 – зарядные устройства:

3943470931.jpg

  1. от сети 220 в. (12 в., 1250 мА.)
  2. от прикуривателя автомобиля

 Рис.5 – нагрузки для АВВГ:

3597450979.jpg

  1. 9W люминесцентная лампа
  2. «симметричный» умножитель напряжения 

Рис.6 – принципиальная схема:

2677146823.png

USB1 – стандартный выход USB

BAT1, 2 – Li-ion 7,4 в. 2200 мА/ч (18650 Х 2)

R1, 2, 3, 4 – 820 Ом

R5 – 100 КОм

R6, 7 – 8,2 Ом

R8 – 150 Ом

R9, 12 – 510 Ом

R10, 11 – 1 КОм

L1 – сердечник от дросселя из энергосберегающей лампы, 10 витков по 1,5 мм.

C1 – 470 мкФ 16 в.

C2, 3 – 1000 мкФ 16 в.

C4, 5 – 47 нФ 250 в.

C6 – 3,2 нФ 1,25 Кв.

C7 – 300 пФ 1,6 Кв.

С8 – 470 пФ 3 Кв.

С9, 10 – 6,3 нФ

C11, 12, 13, 14 – 2200 пФ 5 Кв.

D1 – красный светодиод

D2 – АЛ307ЕМ

D3 – АЛС307ВМ

VD1, 2, 3, 4 – КЦ106Г

HL1 – ЗЛС338Б1

HL2 – NE2

HL3 – ИВЛМ1-1/7

HL4 – ЛДС 9W

IC1 – L7808

SB1 – кнопка 1А

SA1 – выключатель 3А (ON-OFF с неоновой лампой)

SA2 – переключатель 6А (ON-ON)

SA3 – выключатель 1А (ON-OFF)

PV1 –М2003-1

T1 – повышающий трансформатор:

ВВ обмотка: 372 витков ПЭВ-2 0.14мм. R=38.6ом

Первичная обмотка: 2 по 7 витков ПЭВ-… 1мм. R=0.4ом

VT1 – КТ819ВМ

VT2 – КП813А2

VT3, 4 – КТ817Б

Общее количество компонентов: 53.

Без чего МОЖЕТ работать эта схема, на самом деле много без чего: IC1, R1, 2, 3, 4, 5, 8, C1, 2, 3, 4, 5, 7, 8,

Пояснения к схеме:

Минус общий, идёт от входа USB до платы преобразователя.  Плюсы от аккумуляторов идут к переключателю, от него уже один вывод к выключателю (SA1), а от него к преобразователю. Также плюс идет к вольтметру (PV1), через резистор к катоду индикатора и к анодам светодиодов (для каждого светодиода отдельный резистор). Зарядка осуществляется после того как на вход USB подаётся напряжение от 8 до 25 вольт, а также после нажатия кнопки (SB1), светодиод (D1) загорается после того как подаётся напряжение для зарядки (контролировать процесс заряда можно с помощью вольтметра PV1).

Переключение между основным и запасным аккумуляторами осуществляется с помощью переключателя (SA1), дальше силовой плюс идёт к выключателю (SA2)  (через выключатель SA3) ВВ генератора, неоновая лампа (HL2) находится внутри выключателя. Дальше силовые выводы поступают на блок конденсаторов и задающий генератор, построенный на мультивибраторе(VT3, 4. C9, 10. R9, 10, 11, 12), транзисторы КТ817Б можно заменить на любые другие аналоги, от него импульсы поступают на базу и затвор транзисторов(VT1, VT2), транзисторыможно использовать менее или более мощные аналоги. Здесь использованы полевой и биполярный транзисторы, сделано это для того, чтобы снизить потребление. После трансформатора высокое напряжение поступает на группы анодов-сегментов вакуумно-люминесцентного индикатора, а после на ВВ выход.

Потребление (как фонарь): за 1 минуту схема разряжает аккумулятор на 0,04 В. (40 милливольт.). Если генератор будет работать 25 минут, следовательно, разрядится на 1 вольт (25*0,04).

Вот фотообзор:

1424176552.jpg3602096761.jpg

3956509641.jpg3493884989.jpg

3978321293.jpg2860525405.jpg

2548043501.jpg633393917.jpg

413203277.jpg1593868701.jpg

1650501677.jpg3761258492.jpg

3713013324.jpg1456735891.jpg

1806970659.jpg739530227.jpg

292846659.jpg2740232275.jpg

2654243299.jpg3650417459.jpg

3841251971.jpg1722043730.jpg

1539597538.jpg2642990390.jpg

2699623558.jpg3880289878.jpg

3660099558.jpg1745384438.jpg

1432902214.jpg315105430.jpg

799541542.jpg2918751991.jpg

2425927495.jpg2156782990.jpg

Ну как в наше трудное время без видеоролика

Автор - Алексей Киселёв

Расчет импульсного трансформатора
Наши приложения в

Подписаться на новости
Введите Ваш e-mail

Усилители мощности
Блоки питания
Arduino
Программаторы
Радиоконструкторы
Прочее...