טכנולוגיית מתח גבוה היא כיוון מיוחד באלקטרוניקה, שיש לה רוח, אסתטיקה ותכונות ייחודיות משלה. אלפי חובבים ברחבי העולם בונים עיצובים שונים, החל ממכפילים פשוטים ועד גנרטורים ענקיים של ואן דה גראף וסלילי טסלה - ככלל, לכל המכשירים הללו אין שום יישום מעשי, ערכם טמון דווקא ביצירת גבוהים צבעוניים. פריקות מתח.
האלמנט המשתלם ביותר המסוגל לייצר מתח גבוה יכול להיקרא בבטחה שנאי קו - אלמנט זה קיים בכל טלוויזיית CRT; כרגע, המחיר של שנאים כאלה הופך נמוך מאוד, בהתחשב בכך שטלוויזיות CRT הופכות בהדרגה לשם דבר. העבר. ניתן להבחין בין שני סוגים של שנאים כאלה - TDKS, עם מכפיל מובנה, ו-TVS - שנאי "חשוף", שאליו ניתן לחבר את המכפיל בנפרד.בשני המקרים, על מנת לגרום לשנאי כזה לייצר מתח גבוה, יש צורך במעגל מיוחד ש"ישאב" את הפיתול הראשי שלו במתח בתדר גבוה, תדר זה יכול להשתנות בין 1-100 קילו-הרץ. יש מספר די גדול של מעגלים דומים באינטרנט, לרוב מעגלים פשוטים עם קצה אחד המשתמשים רק בטרנזיסטור חזק אחד, שסוגר ופותח את המעגל של הפיתול הראשוני של שנאי קו בתדר הנדרש - מעגלים כאלה, אם כי פשוטים, בעלי יעילות נמוכה למדי (הטרנזיסטור מתחמם מאוד) והספק נמוך, ולכן, אינם מאפשרים לחשוף את מלוא הפוטנציאל של השנאי ולהסיר ממנו את הכוח המקסימלי האפשרי - ואת האורך, החוזק והבהירות של השנאי. פריקות תלויות ישירות בכוח.
תָכְנִית
המעגל המוצג במאמר זה הוא ממיר חצי גשר קלאסי המבוסס על מעגל המיקרו IR2153; הוא יכול לפתח כוח רב למדי בעומס - עד 500 וואט בעת שימוש בטרנזיסטורים המתאימים במוצא, ועם שינויים קלים אפילו כמה קילוואטים. יחד עם זאת, המעגל עצמו נראה פשוט מאוד להרכבה, אינו מכיל אלמנטים יקרים וניתן לחזור עליו מאוד.
העומס של המעגל הוא השראות L1 - במקרה שלנו זה הפיתול העיקרי של שנאי הקו. אבל גם בהתבסס על מעגל זה, ניתן להרכיב מכשירים שונים אחרים הדורשים מתח בתדר גבוה ומשרעת גדולה, למשל, דוד אינדוקציה. למען הבהירות, התמונה למטה מציגה את צורת האות במוצא המעגל ללא עומס מחובר - פולסים מלבניים כמעט אידיאליים.
קצת על הפרטים ותפעול הממיר
המיקרו-מעגל IR2153 פועל כמחולל פולסים מלבני דחיפה-משיכה - הוא דחיפה-משיכה מכיוון שיש שתי יציאות (פינים 5 ו-7) והמיקרו-מעגל שולט בו זמנית בשני טרנזיסטורי אפקט שדה, הזרוע העליונה והתחתונה. מיקרו-מעגל זה אינו במחסור; חלק מספקי הכוח ברשת והתקני מיתוג אחרים בנויים על בסיסו; המחיר עבורו בחנויות רכיבי רדיו בדרך כלל אינו עולה על 100 רובל. מיקרו-מעגל זה נוח בכך שהוא כבר מכיל בתוכו דיודת זנר, המאפשרת להפעיל את המיקרו-מעגל מאותו מתח כמו העומס - מתח זה לפעולה יעילה של חצי הגשר צריך להיות 100-300 וולט, ובכך, תוספת נוספת מקור מתח נמוך אינו נדרש כדי להפעיל את החלק הלוגי של המעגל. הנגד שמגביל את הזרם דרך דיודת הזנר של המיקרו-מעגל הוא R1 - ערכו מסומן בכוכבית בתרשים. ההתנגדות של נגד זה תהיה תלויה במתח האספקה של המעגל כולו - ככל שמתח האספקה גבוה יותר, כך ערך ההתנגדות יהיה גבוה יותר; ניתן לחשב את הערך המדויק עבור כל מתח אספקה באמצעות מחשבון לחישוב הנגד של דיודת הזנר. . הדירוג המצוין בתרשים מתאים למתח אספקה של 250 וולט. כמו כן, יש לקחת בחשבון שחלק מהכוח יתפזר על הנגד הזה, ולכן יש צורך להשתמש בנגד אחד של 1-3 וואט, או בכמה נגדים בעלי הספק נמוך במקביל, כפי שנעשה במעגל מודפס. קבל C2 משמש לסינון מתח האספקה של המיקרו-מעגל; ערכו יכול להיות בין 100 ל- 220 μF, המתח הוא לפחות 25 וולט.קבל C1 הוא ספק כוח במתח גבוה, לא כדאי לחסוך בקיבולת שלו, כי ההספק בעומס יהיה תלוי בו - אם הקיבולת קטנה מדי, עלולות להתרחש נפילות חשמל והספק יקטן. הערך האופטימלי יהיה 470-680 uF; שימו לב שקבל זה חייב להיות מתוכנן למתח אספקה גבוה + מרווח מסוים.
שרשרת האלמנטים R2-C3 קובעת את התדר, לכן חשוב להשתמש כאן בקבל באיכות גבוהה בתדר גבוה, קבל סרט רגיל יתאים. ככל שהקיבול של הקבל גדול יותר, כך תדר הפעולה של המעגל נמוך יותר; בדירוגים המצוינים הוא שווה בקירוב ל-80 קילו-הרץ. ניתן להרכיב מעגל עם תדר קבוע, אך ניתן להשיג את התוצאות הטובות ביותר אם ניתן לכוונן את התדר, כך שבמקום נגד קבוע, אני ממליץ להתקין גוזם 20 קילו אוהם; ניתן לבחור את טווח התאמות התדרים גם ע"י קיבול של הקבל. קבל C4 - רצוי להשתמש בקבל טנטלום לא קוטבי עם קיבולת של 20-30 µF, אבל אלקטרוליטי רגיל יתאים. נגדים R3, R4 משמשים להגבלת הזרם בשערי הטרנזיסטורים, המתאימים ל-10-30 אוהם.
יש להקדיש תשומת לב מיוחדת לבחירת טרנזיסטורי הספק, מכיוון שהם אלו שיחליפו את העומס והן יעילות המעגל והן מהימנות שלו יהיו תלויים בהם. האפשרות הזולה ביותר, אך לא החזקה ביותר היא IRF630 - הם מתאימים להפעלה במתחים של לא יותר מ-150 וולט עם לא יותר מדי כוח, אני משתמש בהם.אתה יכול להשתמש כמעט בכל טרנזיסטורי אפקט שדה עוצמתיים כאן; בעת הבחירה, עליך לקחת בחשבון את מתח הפעולה המרבי שלהם, זרם והתנגדות ערוץ פתוח. אפשרויות מתאימות יהיו גם IRF740, IRF840, IRFP450, IRFP460, שתי האחרונות יקרות יותר, אך יאפשרו לך לפעול בהספקים גבוהים יותר, עד 500 וואט. הקבלים C5 ו-C6 יוצרים מחלק מתח, הכרחי לפעולתו של ממיר חצי גשר; כאן ניתן להשתמש בקבלי סרט בקיבולת של 1-2 μF; מתח ההפעלה שלהם חייב להיות מתוכנן גם עבור מתח האספקה + קצת לְהַזמִין. VD1 היא דיודה; אתה צריך להשתמש כאן לא דיודות רגילות, אלא מהירות במיוחד, למשל UF4007 ודומותיה.
מכלול הממיר
המעגל כולו מורכב על לוח מעגלים מודפס, המחובר למאמר. שימו לב שהמעגל הוא "קפריזי" מבחינת החיווט; גרסה זו של הלוח נבדקה, לא זוהו חפצים בעבודה עליו. הלוח נעשה בשיטת LUT הסטנדרטית, צילומים של תהליך ייצור הלוח ואיטום החלקים בהמשך.
כמה מילים על הפיתול הראשוני - זה חייב להיות פיתול על ליבת הפריט של השנאי בעצמך, שכן פיתולים ראשוניים סטנדרטיים אינם מיועדים להספק גבוה. סלילה לא לוקחת הרבה זמן, מספיקים רק 30-40 סיבובים של חוט נחושת מצופה אמייל, החתך שלו לא צריך להיות קטן מדי, אחרת יתרחשו הפסדים. יש לחבר את הפיתול המתקבל ללוח עם חוטים, ואורכם לא צריך להיות ארוך מדי.
כפי שאתה יכול לנחש, מתח גבוה מוסר מהמסוף "החם" של השנאי, שבדרך כלל ניתן לזהות אותו על ידי בידוד עבה.המגע השלילי ב-TDKS ממוקם בחלק התחתון של המארז יחד עם כל הטרמינלים האחרים; קל למצוא אותו - פשוט תראה איזה מגע תידלק הקשת כאשר מתקרבים למסוף "החם". שימו לב שלחלק התחתון של ה-TDKS בתצלום יש השחרה - הם נוצרו כאשר ה-TDKS עבד עם מעגל חצי גשר זה, מכיוון שהשנאי משמש כמעט עד גבול היכולות שלו, לפעמים מתרחשות תקלות בין המסופים השונים שלו. . כדי להימנע מהם, עליך למלא את כל המסופים בתרכובת דיאלקטרית, ולהוציא רק את החוט השלילי הנדרש עם חוט נפרד.
המבנה כולו חייב להיות מופעל ממקור בעל הספק מתאים; זה נוח אם ניתן להתאים את מתח האספקה. במקרה שלי, מקור הכוח הוא השנאי הישן של טלוויזיה הצינורית TS-160 שלהם; לתיקון, גשר דיודה עם קבלים על לוח קטן מחובר בנפרד, ניתן לראות אותו בתמונה.
אפילו טרנזיסטורים "בעלי הספק נמוך" כמו IRF630 במעגל זה אינם מתחממים במיוחד; לאחר מספר דקות של פעולה רציפה הם נשארים חמים רק ברדיאטורים קטנים. למרות שפזור החום קטן, במיוחד כשמשתמשים למשל ב-IRFP450-560, רדיאטורים קטנים כמו בתמונה לצורך אמינות לא יהיו מיותרים. מבט כללי על העיצוב:
צילומי סיכום - המתארים קשתות מתח גבוה, וכן וידאו. מתח השבר של האוויר הוא כ-3 סנטימטרים. כפי שניתן לראות בסרטון, אם אלקטרודות המתח הגבוה ממוקמות במרחק מסוים אחת מהשנייה, הקשת לא נשרפת, והשנאי פועל במצב סרק, בעוד פריקות סגולות מוכתרות גם מהטרמינל ה"חם" שלו. כמו מהבית עצמו - כאשר הם מופיעים, רצוי לבודד את כל המקומות האפשריים של תקלות לפי תרכובת דיאלקטרית.שים לב של-TDKS יש לא רק מתח גבוה, אלא גם כוח מספיק כדי לגרום לפציעה חשמלית אם אתה נוגע במסופי המתח הגבוה עם הידיים. מגע אפילו לא הכרחי כדי שתתרחש קשת, לאור מרחק ההתמוטטות הגדול למדי. יש לזכור גם שלאחר כיבוי המעגל, המתח הגבוה ביציאת TDKS עדיין נשאר, מכיוון שיש קבל בפנים, ולכן לאחר כיבוי יש לחבר את מסופי המתח הגבוה זה לזה כדי לפרוק את הקבל הזה. בניין שמח!
