Генератор на високо напрежение с IR2153D

[lz1jer]

   Предлагам схема на високоволтов източник на постоянно напрежение. Изходните параметри зависят от много фактори, но най-вече от високоволтовият трансформатор и умножителя.
   Схемата се състои от три части, регулатор на напрежение, генераторна част и умножител на напрежението. Интерес представлява драйвера на мощните транзистори, който съдържа в себе си и осцилатор, това е IR2153D. С помощта на външни елементи се задава нужната честота на осцилатора, а коефициентът на запълване е 50%. Използваните MOSFET транзистори са IRFB4227, които имат много ниско съпротивление и са отлични за целта. С регулатора на напрежение се дава възможност за плавно увеличаване и намаляване на изходното напрежение по косвен път, а променяйки честотата на осцилатора, може да се търси резонанс в някоя от двете намотки на високоволтовият трансформатор. Например, подбирайки правилно С4 по отношение на индуктивността на първичната намотка, може плавно да се намери резонанса и да се извлече максимална ефективност на предаване на енергията. При избора на честота на осцилатора, водещ параметър беше марката на феритния материал на трансформатора. Тъй като е използван повишаващ трансформатор от черно-бял телевизор, се знае, че честота от 15-20 килохерца няма да е проблем и са подбрани С1-1nF и R2-22k.
   Умножителя на напрежение е реализиран по класическа схема Кокрофт-Уолтън с диоди DD1600/16kV и кондензатори 100pF/12kV. Напрежението на вторичната намотка на ВВ трансформатора трябва да е два пъти по-ниско от номиналното на използваните диоди и кондензатори, за всеки случай. Коефициентът на пулсации на полученото постоянно напрежение не е известен, а и едва ли е от голямо значение, колкото-толкова 
   В крайна сметка се получи високо напрежение от порядъка на 60-70kV, съдейки по разстоянието на което започват пробивите от U+ към земя. Схемата не е кой-знае какво, но изпълнява първоначалният замисъл - плавно регулиране на изходното напрежение.
   Изобщо не препоръчвам на никой да си играе с високи напрежения, т.к. освен удар от електрически ток, може да получите облъчване с УВ светлина, възможно е да има и рентгенови лъчи, да не говорим за озона.
   Схемата е в HV_PSU_LZ2017.pdf
   Линк с кратко видео (GIF): https://drive.google.com/file/d/0B0UNbua9Wfc3LW1RVS1tSUZHZWs/view?usp=sharing

[mirkata]

Здравей lz1jer, в момента аз правя високоволтов източник на приятел с инт. схема IR2153D. Трябва му до 40 киловолта. Транзистора е irf3205. Използвам ТХО ТДС 17. Приготвил съм и други две ТХО за чернобели ТВ за проба, но не съм ги пробвал. Засега съм в началото на пробите.
Незнайно защо, даже и при правилни настройки с потенциометрите, не мога да умножа напрежението по 3 или по 5. Умножители- класиката. При еднопътно изправяне с един диод 30 Кв/0.1 А и С= 510 пф/30 Кв се получава 5 Кв, а при опит за умножаване, греда. Не се умножава. Мистерия някаква.
Предполагам, че не мога да уцеля резонанса на ТХО,то....
Ти си по напреднал в тази област, имаш ли някаква идея за моя неуспех?
Между другото, не мога да видя твоята принципна схема в HV_PSU_LZ2017.pdf, както си я дал.

[mito_kupona]

mirkata, използвай диоди до 4000 в, да речем руските КЦ106А или някакви подобни. За 40 киловолта ще трябва да сложиш 10-12 броя. Не може да искаш да умножиш напрежение от 5 киловолта с диоди с номинал 30 киловолта, защото съпротивлението на тези диоди е много голямо за напрежението, което искаш да умножиш. С тези диоди за 30 киловолта
можеш да направиш умножител, но трябва да му подадеш на входа 20-25 киловолта. Има една зависимост, която гласи, че номиналното променливо напрежение, което искаш да умножиш трябва да е 75-80% от номиналното напрежение на диодите. Доказано от практиката. Ако използваш диоди за 4000 волта трябва да подадеш на умножителя 3-3,5 киловолта.

[lz1jer]

   Здравей, mirkata! Линкът към схемата е най-отгоре над първата снимка *.pdf. Съгласен съм с препоръките на mito_kupona, аз даже подавам на входа не повече от 1/3 от номиналното напрежение диодите. Използвах DD1600/16kV. Нямам реална представа колко е на изхода след умножителя, но пробивите започват на около 45-50мм. Когато уцеля резонансната честота на ВВ трансформатора нещата доста загрубяват и пробива изолацията на самия траф. Освен това се наблюдават и странични ефекти, например убождания по кожата, святкат се лампи, дозиметъра, който е на терасата и мери фона направо зашкалва. Опасна играчка се получи.

Прикачвам схемата още веднъж.

[mirkata]

Благодарности за  mito_kupona и lz1jer за разясненията. Ще ги приложа с другото ТХО. Като смених ТХО,то всичко се оправи. Не се и задълбочавам повече за да разбера причината, продължавам пробите с другото ТХО.
Да бе, вярно. Не се досетих, че тези диоди са с голямо съпротивление. Такива си поръчал моя приятел и аз, ха сега давай в схемата. Има умножаване, но поради горната причина не е достатъчно. Имам диоди от микровълнова фурна, ще пробвам с тях ( по идея на lz1jer ). Същевременно продължавам да търся по подходящи диоди.
За резултата ще пиша тук.

[dymelsoft]

mirkata, много от ТХО-тата на ТВ-тата имат вграден множител в самото ТХО и изходното напрежение е постоянно, което няма как да умножиш по класическия начин. Явно първото, което си пробвал е точно такова. ТХО-тата с вградени множители на изхода (към анода на кинескопа) дават 25kV при захранващо напрежение 110V-120V. Ако искаш да получиш високо напрежение при захранване 12V, можеш да ползваш намотката, подгряваща катода на кинескопа за първична на генератора. ТХО-тата без вграден множител можеш да ги познаеш по това че нямат клема към кинескопа.

[x_name41]

dymelsoft, ТХО-то с вграден умножител не изкарваше ли пулсиращо високо напрежение чрез еднопътен изправител на изхода си (или може би зависи от натоварването имайки предвид кондензаторите с малка стойност на капацитетите)

[dymelsoft]

x_name41, не не е пулсиращо а си е перфектно постоянно напрежение. Анодния ток на повечето кинескопи е от порядъка на 1-2 mA като на повечето схеми има реализирана токова защита сработващата обикновено на 4mA. При този ток и наличието на кондензатор дори и няколко пикофарада са достатъчни да "изгладят"  пулсациите при работна честота 16kHz, каквато е на повечето ТХО-та за ТВ-та. ТХО-тата на скъпите CRC монитори работят на по-високи честоти  32kHz-84kHz ( това е и честотата на редовата развивка). Между другото в ТХО-тата с вградени множители има и вграден високоволтов резистор няколко MегаОма, който да разрежда капацитета на кинескопа и този на множителя. При някои ТХО-та този резистор дефектира и при гасене на телевизора се получава неприятен остатъчен заряд изразен в продължително пукане в кинескопа.

[mito_kupona]

Благодарности за  mito_kupona и lz1jer за разясненията. Ще ги приложа с другото ТХО. Като смених ТХО,то всичко се оправи. Не се и задълбочавам повече за да разбера причината, продължавам пробите с другото ТХО.
Да бе, вярно. Не се досетих, че тези диоди са с голямо съпротивление. Такива си поръчал моя приятел и аз, ха сега давай в схемата. Има умножаване, но поради горната причина не е достатъчно. Имам диоди от микровълнова фурна, ще пробвам с тях ( по идея на lz1jer ). Същевременно продължавам да търся по подходящи диоди.
За резултата ще пиша тук.

Диодите от миккровълнова печка, са за 50 херца и няма да работят добре при високи честоти от порядъка на десетки килохерци, каквито честоти се получават от ТХО-то. С такива диоди можеш да направиш умножител, като му подадеш високо напрежение от високоволтовата намотка на трансформатора на печката, което е около 2000 волта, но трябва да се спазват  изискванията за безопастност, защото трафа е около 1 киловат и повече и е много опасно. Честотата на напрежението от трафа е 50 херца.

[hyparh]

Хубав умножител lz1jer, поздравления за изработката
Моят го изградих от диоди 20kV/20mA/100nS и кондензатори 20kV/500pF (2х10kV/1nF последователно). Звената са 14, като ги накиснах в трансформаторно масло за погасяване на коронарните утечки.

Подкарвал съм ТХО с най-различни драйверни схеми, но има едно много простичко решение, което е за хора нямащи възможност да си изготвят сами схема – необходими са само електронен тр-р за халогенни лампи и халогенна крушка за баласт: https://www.youtube.com/watch?v=7HwwqGyKkpk
В зависимост от мощността на крушката, се определя изходящото напрежение на ТХО-то. Обикновено крушка с повече ватове = по-ниско напрежение на изхода и обратното. Този метод не предоставя възможност за променяне на честотата, но пък е лесен и работи много стабилно – няма никакво загряване нито на трафа, нито на ТХО-то, а получената дъга е доста "сочна". Минусът (ако се приема за такъв) е, че работи с мрежово напрежение, т.е. не може да се ползва акумулатор за захранване.

За баласт слагам халогенка с мощност 55W при което получавам изходящо напрежение около 5kV (дъгата се запалва при доближаване електродите на 5мм един от друг, докато разтеглянето ѝ е приблизително с двойно по-голяма дължина). Навивките върху сърцевината на ТХО са 6-8, като може да се експериментира с броя им.
При максимално напрежение (регулирам захранващото с вариак) дължината на искрите от умножителя достига 10 сантиметра (на снимката), като предполагаемото напрежение е около 70kV. Трябва да опитам друг вид баласт за докарване на 8-10kV от ТХО-то.

Dymelsoft правилно отбелязва за видовете ТХО. За умножител трябва от по-старите видове, които са АС.

Mirkata, диодите за микровълнова са за 50/60Hz, та не съм сигурен дали ще издържат честотата на ТХО... може да се опита, но трябва да ги имаш в излишък, за да си готов да ги пожертваш.

[mirkata]

     Благодаря на mito_kupona, dymelsoft и hyparh, последно писали в темата.
     Нали е периода на абитуриентите, та програмата е претрупана и не ми остава много време за експерименти. Все пак успях да постигна някакви резултати.
Първо, ТДС 17 ме заблуди с това си наименование ТДС ( а не ТДКС ),  като вида му е традиционен за ТХО с каскада. Просто няма изводи за високото, ускоряващото и фокуса. Но като го мернах със сондата, ТХО,то  си призна. Поправка, имаше извод само за високото.
     Правилно ми казваше dymelsoft, за да ме подсети и улесни.

     Сложих другото ТХО, тръгна. С умножител на 8 изкара към 25 Кv.
Ще го направя да умножава по 12 и ще достигне 35-40  Кv, каквото бе желанието на моя приятел. Той непременно държи да изпълня неговата схема с  IR2153D, с ръчно  регулиране на запълване ( скважность демек ) и регулиране на честотата. Малко излишно според мене, но той се наложи.
     Преди около 2 години за мен направих ВВ източник за тренировка на мощни радиолампи с една много добра схема, според мене. Регулирането на изходното напрежение е с регулиране на захранващото напрежение.
     Да, вярно е, не успях да вдигна  повече от 25 Кv, но повече не беше нужно. Пък и опасно за ТХО,то. Наложи се да намаля напрежението, че имах проблеми с избиване вътре  в кутията.
Ето схемата и конструкцията. Кутия от захранващо на компютър.

[Михаил Кузмов]

Мога много да помогна, но в крайна сметка от самото начало, не разбрах каква е крайната цел на това упражнение?

[mirkata]

Мога много да помогна, но в крайна сметка от самото начало, не разбрах каква е крайната цел на това упражнение?

Михаил Кузмов, здравей. Този високоволтов източник ще се използва за домашна система за студено и топло пушене на месо, риба и др. подобни. Другата част почти е готова, аз съм по електрониката. Лично мен не ме интересува такава система. В апартамент става  много сложно да се прилага. Най добре е да имаш двор или лятна кухня и др. подобни.
Руснаците са доста напреднали в тази област.

Та ето разбра приложението,  ако имаш идеи, давай.

ВНИМАНИЕ: 
Тази подробност я научих от моя приятел, който е много навътре с материала.
Когато купувате месо или риба, и на етикета пише " Топло пушен продукт ", имайте предвид, че трайността му е от 3 до 5 дни, гледайте срока на годност.
Друго, ако пише " Студено пушен продукт ", то срока за годност е до 2- 3 месеца ( по памет ).
Имайте горното за сведение.

[Михаил Кузмов]

Любопитно, не съм на ти с месарският бранш, за това не мога да се досетя, как се използва HV за сушене на месо!? Не е лошо да опишеш технологията на някое друго място, или да пуснеш линкове. В крайна сметка, високо напрежение може да се направи и по просто, стига да е ясно какво точно се иска за целта.
Моите идеи в/у които работя с HV са в друга посока. Гоня значително по голям ток, и мощности над киловат.

[hyparh]

За опушване с помощта на електростатика, предполагам се има предвид нещо такова: https://rimstar.org/science_electronics_projects/electrostatic_precipitator_smoke_precipitator_simple.htm