Мощный высоковольтный блок питания для экспериментов

September 12, 2012 by admin Комментировать »

На вход
полезно поставить 2 автоматических
выключателя на 10 ампер каждый.

Ядра
трансформаторов соединены между собой и
заземлены.

Конденсаторы желательно
поместить в прочный корпус, так как в
случае пробоя они могут сильно
взорваться.

Резисторы крепятся на
радиатор и постоянно во время работы
обдуваются вентилятором – во время
работы они очень сильно нагреваются.
Трансформаторы нагреваются то же, но не
сильно. Подключение к сети лучше
производить при выключенных автоматах.

Все провода на выходе должны быть
медными (лучше многожильными, так как
они лучше сгибаются и с ними удобнее
работать), диаметром не менее 1,5мм и
изоляцией рассчитанной на напряжение в
районе 10KV. Отлично подходят провода,
продающиеся в магазинах для подключения
трансформаторов к неоновым вывескам/рекламе
– они рассчитаны на напряжение 20KV.
Низковольтные провода должны иметь
диаметр не менее 2-3mm и включаться в сеть,
используя только евро-вилку и евро-розетку
(они выдерживают большой ток без
нагревания и искрения контактов).

Так же
полезно проверить соединительные
проводку в квартире – если провод тонкий,
он может не выдержать скачок тока,
возникающий при включении это схемы и
возникновении дуги на выходе. Ну,
разумеется “пробки” в щитке должны
быть рассчитаны на ток как минимум в 2
раза больше, чем потребляет схема (т.е. в
районе 20 ампер).

Еще раз повторяю – при
включении этого блока питания
происходит сильнейший скачок
потребляемой мощности. Иногда от него
выключаются предохранители прямо во
время запуска схемы (те, что на 10 ампер) –
в таком случае их следует заменить на
более мощные, по 13-15 ампер каждый. Если
это не помогает – увеличите
сопротивление резисторов до 30-35K каждый.
Не пробуйте уменьшать сопротивление
резистора и увеличивать мощность
предохранителя – Вы можете повредить
проводку (и вызвать таким образом пожар)
и трансформаторы.

При
соединении двух трансформаторов (описание
выше, схема ниже 🙂 ), предохранитель,
разумеется, потребуется на двойную
мощность, т.е. на 2KW. Но отключаться все
равно будет при попытке получить дугу на
выходе. Вывод – нужно ставить балластное
сопротивление. Балласт может состоять,
например, из нагревательного прибора (к
примеру, электроплитка или чайник
мощностью 2KW). Я делал эксперименты с
электрической плиткой. Мне такой
балласт крайне не понравился. Это не
удобно – плитка большая, КПД крайне
низкий (большая часть энергии уходит в
тепло), и дуги на выходе почему-то очень
короткие. С резисторами будет примерно
то же самое (интересно, где это можно
найти резистор мощностью 2KW?)… Остается
конденсатор. Достаточно включить
последовательно с нагрузкой
конденсатор (на HV выход), и большая часть
проблем решена. Конденсатор маленький,
совершенно не нагревается, КПД очень
высок, дуги длинные (до 18 сантиметров!).
Остается вопрос. Какой конденсатор
использовать? Первая мысль – от туда же,
из СВЧ печи. Смотрим. Емкость в районе 1mkf
– прекрасно. Напряжение. 2100V. Плохо – ведь
последовательно соединенные
трансформаторы дают в 2 раза больше, то
есть 4,2KV. Снова думаем. Может попробовать
включить конденсатор в нештатном режиме
(то есть использовать завышенное
напряжение)? Другие выдерживали (пленочные).
Нет, лучше не надо – корпус очень прочный,
и если конденсатор пробьет – масло
внутри испарится почти мгновенно и
будет сильный взрыв. Следовательно,
нужно делать MMC из этих конденсаторов.
Возьмем 2 таких конденсатора и соединим
их последовательно – получим как раз
нужное напряжение. Но лучше соединить их
по немного другой схеме. И еще возникнет
одна проблема – как известно, емкость
последовательно соединенных
конденсаторов равна 1/C=1/C1+1/C2. Считаем.
Известно, что емкость конденсатора
равна 1,1mkf. Получаем емкость двух
последовательно соединенных
конденсаторов, равной примерно 0,5mkf. Это
крайне мало. Можно конечно составить
реальный MMC и добавить еще таких
конденсаторов, соединив цепочки
параллельно – но это слишком дорого (один
такой конденсатор стоит в районе 10$).
Есть другой способ – добавить небольшое
сопротивление в цепь, и ограничить им
потребляемую трансформаторами мощность.
Вы скажете – я же написал – “интересно,
где это можно найти резистор мощностью 2KW?”. Но ведь мощность будет уже
ограничена конденсаторами, а на
резисторе выделится совсем не много
тепла (в районе 100-200W).

В дальнейшем количество
последовательно соединенных
трансформаторов может быть увеличено до
4
штук, и все трансформаторы будут
размещены в контейнере с
трансформаторным маслом – для
предотвращения нагревания обмотки и
межвиткового пробоя. Но лично мне пока
хватает и мощности в 2KW. Но если вдруг
окажется мало – что сделать дальше уже
известно :-).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты