Источник высокого напряжения для озонатора, ионизатора, экспериментов. Схема, конструкция, устройство

Как изготовить преобразователь с высоким выходным напряжением для формирования искрового, коронного разрядов, получения статических полей (10+)

Источник высокого напряжения

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

Высокое напряжение может применяться для получения разрядов (искровых, коронных), формирования потока ионов, озонирования, создания электростатических полей. Для получения такого напряжения я применяю следующую схему. Она позволяет получить выходное напряжение до 100 кВт в зависимости от количества элементов в выходном умножителе напряжения.

Принцип действия

За основу взят хорошо себя зарекомендовавший преобразователь напряжения из лабораторного импульсного источника питания. На приведенной схеме нумерация всех заимствованных элементов для удобства сохранена, так что номера получились не по порядку. Из схемы исключены все элементы фильтрации выходного напряжения и цепи обратной связи. В нашем случае в них нет необходимости. Зато добавлен резистор R2, позволяющий задать ширину импульсов на выходе контроллера. Для надежной работы схемы нужно, чтобы к трансформатору напряжение прилагалось только 50% времени, а остальное время оба выходных транзистора были закрыты. Собрав схему, но не подключая пока силовые выходные полевые транзисторы нужно, регулируя резистор R2 и с помощью осциллографа наблюдая выходной сигнал контроллера, добиться, чтобы длительность импульсов была равно 1/4 периода. Так как за период таких импульса будет два (один откроет верхний транзистор, другой - нижний), то 50% времени будут закрыты оба транзистора.

На обмотке L2 формируется напряжение с амплитудой около 5 кВ. Полученное после преобразователя переменное напряжение подается на умножитель. На схеме приведен учетверитель (в итоге на выходе 20 кВ), но можно добавить еще звенья и получить нужный коэффициент.

Детали

Все детали, заимствованные из схемы источника питания, - такие же, как в этой схеме. Не буду здесь их приводить.

Исключение составляют элементы C6 и R1. Они задают частоту работы контроллера. В нашем случае мы установим ее в районе 10 кГц. Для этого выбираем C6 - 20 нФ, R1 - 7.4 кОм.

Резистор R2 - подстроечный 10 кОм.

Конденсаторы С11 - С14 - 680пФ х (12 - 15) кВ. Я применяю DHR4E4C681K2BB

Диоды VD13 - VD16 - 5mA (12 - 15) кВ. Я применяю 2CL73 с гибкими выводами

Трансформатор - Сердечник ферритовый Ш 20х28. Марка феррита значения не имеет. Обмотка L3 - 50 витков провода 0.25. Обмотка L2 - 1670 витков провода 0.1. Эту обмотку можно мотать и более тонким проводом, но более тонким проводом мотать неудобно, так что я остановился на этом. Он как раз ложится в 4 слоя. Все хорошо помещается на каркасе.

Сборка и наладка

Высоковольтный трансформатор

На каркасе сначала наматывается первичная обмотка. Далее прокладывается изоляция из бумаги толщиной около миллиметра. Далее слоями наматывается вторичная обмотка. Между слоями также укладывается бумага в несколько слоев, чтобы суммарная толщина изоляции была около миллиметра. Особое внимание нужно обратить на края. Бумажные прокладки должны немного нахлестывать на щеки каркаса. Витки не должны проваливаться вдоль щек.

Выводы высоковольтной обмотки нужно делать проводом в силиконовой изоляции. Получить такой провод довольно просто. Нужно взять силиконовый высоковольтный провод от системы зажигания автомобиля, продеть в его центре спицу, а потом протащить через полученное отверстие обычный медный провод.

Готовый трансформатор нужно поместить в емкость и залить горячим трансформаторным маслом. Он так и будет эксплуатироваться в емкости с маслом. Масло исключит возможность пробоя.

Умножитель

Располагать элементы умножителя нужно так, чтобы обеспечить максимальное расстояние между выходными выводами, а также между умножителем, схемой преобразователя, корпусом устройства и т. д. Напряжение на диодах и конденсаторах умножителя около 10 кВ. Я собираю такой умножитель на отдельной от преобразователя плате и помещаю его в трансформаторное масло вместе с высоковольтным трансформатором.

Собираем и налаживаем

Наладка сводится к выставлению с помощью резистора R2 нужной ширины импульсов. При наладке соблюдайте осторожность, так как схема находится под сетевым напряжением. Законченный экземпляр должен быть выполнен таким образом, чтобы исключался контакт пользователя с какими-либо элементами схемы, гальванический контакт элементов схемы с корпусом и креплением.

(читать дальше...) :: (в начало статьи)

Оглавление :: ПоискТехника безопасности :: Помощь

К сожалению в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые. Подпишитесь, на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!
Задать вопрос. Обсуждение статьи.