Бестрансформаторный преобразователь напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Электроника в медицине

 Комментарии к статье

В январском и февральском номерах журнала "Радио" текущего года рассказывалось об уникальном изобретении нашего соотечественника А.Л.Чижевского - аэроионизаторе, названном впоследствии "Люстрой Чижевского". В редакцию звонят и пишут сотни читателей, заинтересовавшихся этой установкой, способной создать в квартире уголок отдыха с горным воздухом. Сегодняшний рассказ посвящен еще двум вариантам блока высокого напряжения, необходимого для питания электроэффлювиальной люстры-генератора отрицательных аэроионов.

Как уже сообщалось в [1], подаваемое на электроэффлювиальную люстру постоянное напряжение отрицательной полярности не должно быть ниже 25 000 В, иначе нужного эффекта от аэроионизатора не будет. Поэтому любой блок питания, собранный по опубликованным в [1, 2] схемам либо сконструированный самостоятельно, должен отвечать именно этому наиважнейшему требованию.

Рис.1 (нажмите для увеличения)

Схема одного из вариантов подобного блока приведена на рис. 1. Это преобразователь напряжения, выполненный на двух мощных транзисторах VT1, VT2. Они работают в генераторе, собранном по двухтактной схеме. Коллекторные выводы транзисторов соединены с обмоткой I трансформатора, а выводы базы - с обмоткой II. Самовозбуждение генератора возникает из-за положительной обратной связи между коллекторной и базовой цепями транзисторов. Этому процессу способствует также цепочка R1C2, определяющая режим работы транзисторов.

В итоге самовозбуждения генератора на выводах обмотки I появляется переменное (точнее импульсное) напряжение частотой 3000...4000 Гц. Оно повышается в сотни раз выходной обмоткой III и подается на выпрямитель, собранный по схеме умножения напряжения на высоковольтных диодах VD5-VD10 и конденсаторах C3-С8. Выпрямленное напряжение отрицательной полярности подается на люстру через ограничительный резистор R2.

Для питания генератора использован выпрямитель, собранный на мощных диодах VD1-VD4 по мостовой схеме. Выпрямленное напряжение фильтруется конденсатором С1. Переменное напряжение на выпрямитель снимается со вторичной обмотки понижающего трансформатора Т1.

Первичная обмотка трансформатора включается в сеть через предохранитель FU1, выключатель SA1 и вилку Х1.

Трансформатор Т1 можно изготовить самостоятельно на магнитопроводе из трансформаторного железа Ш20 при толщине набора 30 мм. Обмотка I должна содержать 2200 витков провода ПЭВ-1 0,25, обмотка II -120 витков ПЭВ-1 1,2. Для более точного подбора выпрямленного напряжения желательно сделать отводы от 90, 100, 110-го витков. Подойдет и готовый трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 10...12 В при токе нагрузки до 2 А.

Трансформатор Т2 выполнен на ферритовом магнитопроводе от телевизионного строчного трансформатора серии ТВС, состоящем из двух половинок (1) - рис. 2.

Рис.2

Высоковольтную обмотку (3) наматывают на каркасе, склеенном из текстолита, стеклотекстолита или органического стекла толщиной 1 мм. Ширина каркаса - не менее 30 мм. Обмотка должна содержать 8000 витков провода ПЭЛШО 0,08-0,1. В крайнем случае подойдет провод ПЭВ или ПЭЛ. Через каждые 800 витков необходимо прокладывать слой тонкой фторопластовой ленты или покрывать обмотку расплавленным парафином. Нужно строго следить, чтобы витки верхних слоев не западали на нижние.

Для первичных обмоток (2) понадобится втулка, которую можно склеить из плотного картона. Обмотка I должна содержать 14 витков провода ПЭВ-1 0,8 с отводом от середины, а обмотка II - 6 витков такого же провода с отводом от середины. Обмотки желательно покрыть парафином и обмотать изоляционной лентой.

В каркас и втулку вставляют половинки магнитопровода и стягивают их (здесь пригодится старое крепление строчного трансформатора).

Трансформатор генератора допускается намотать и на магнитопроводе из трансформаторного железа Ш20, толщина набора 30 мм. В этом варианте делают общий каркас из плотного картона, гетинакса или стеклотекстолита. Сначала наматывают обмотки I и II (соответственно 20 витков ПЭВ-1 1,2 и 16 витков ПЭВ-1 0,5 - обе с отводом от середины) и покрывают их парафином. Кроме того, на них наматывают слой хорошего изолирующего материала, например, фторопластовой ленты толщиной 1 мм. Затем наматывают обмотку III - 7000...8000 витков провода ПЭЛШО 0,1. Здесь тоже через каждые 800 витков промазывают обмотку парафином.

Оксидные конденсаторы - любой серии, резисторы - МЛТ. О вариантах высоковольтных конденсаторов и диодов можно прочитать в [1,2]. Диоды мостового выпрямителя могут быть заменены другими, рассчитанными на ток не менее 2 А, например, КД202. КД203. КД206, КД210, Д242-Д248 с любыми буквенными индексами. Кроме указанных на схеме, подойдут транзисторы КТ816 с любыми буквенными индексами, КТ818А-КТ818В и даже любые П216 (кроме П216Г). Для транзисторов необходимо изготовить из листового алюминия или дюралюминия толщиной 2-2,5 мм радиаторы площадью 60...100 см2.

Рис.3

Возможный вариант монтажа устройства показан на рис. 3. Высоковольтные диоды Д1008 (1), конденсаторы КОБ (2), самодельный трансформатор (3) генератора и указанные на схеме транзисторы с радиаторами (4) смонтированы на изоляционной плате (но только не из органического стекла!) толщиной 2,5 мм, которая затем размещена в корпусе из изоляционного материала (органическое стекло, текстолит, пластмасса).

Особое внимание следует обратить на монтаж диодов и конденсаторов. Соединительные проводники между ними должны быть короткими, а пайка - ровной и гладкой. Острые края пайки и выступающие концы проводников тщательно зачищают надфилем для предотвращения возможности коронирования и появления запаха озона.

Выпрямитель с понижающим трансформатором собирают в виде отдельной конструкции, но вполне возможно размещение его деталей на общей с генератором плате. В этом варианте выключатель SA1 целесообразно установить вблизи сетевой розетки.

Проверку работы аэроионизатора начинают с выпрямителя. Вместо генератора к его выходу (параллельно конденсатору С1) подключают в качестве нагрузки резистор сопротивлением 8...10 Ом мощностью 25 Вт (резистор ПЭВ или самодельный из толстого провода с высоким удельным сопротивлением). Включают вилку Х1 в сеть и подают напряжение через выключатель SA1 на трансформатор Т1. Измеряют постоянное напряжение на нагрузочном резисторе - оно должно быть не менее 10 В.

Далее подключают к выпрямителю генератор. Если он собран правильно и детали исправны, раздастся тонкий писк высоковольтного трансформатора. В противном случае нужно поменять местами крайние выводы обмотки I или II, а возможно, еще и подобрать резистор R1. При появлении резкого писка или щелчков пробоя следует снизить напряжение питания генератора - подпаять выпрямитель к одному из отводов трансформатора с меньшим напряжением.

Убеждаются в отсутствии коронирования, для чего включают установку в темноте, присматриваются к высоковольтной части. Если на выводах деталей появляются фиолетовые огоньки - это признак коронирования. Вскоре почувствуется запах озона. Установку выключают, осматривают места паек, при необходимости зачищают острые концы и покрывают коронирующие выводы расплавленным парафином.

Заключительный этап - контроль высокого напряжения по методике, изложенной в [1].

После этого генератор с умножителем устанавливают вблизи люстры и подсоединяют выходной провод умножителя (левый по схеме вывод резистора R2) к люстре. Заземляющий провод (от нижнего вывода обмотки III трансформатора Т2) соединяют с трубой водопровода или отопления. Если выпрямитель с трансформатором смонтированы в металлическом корпусе, его также заземляют. Схема еще одного варианта блока питания люстры приведена на рис. 4. По принципу действия он мало отличается от описанного в [1].

Рис.4 (нажмите для увеличения)

Сетевое напряжение выпрямляется диодом VD1. Выпрямленное напряжение фильтруется конденсатором С1 и подается на зарядную цепочку R1C2. Как только напряжение на конденсаторе С2 достигает напряжения зажигания тиратрона VL1, он вспыхивает. Конденсатор разряжается через первичную обмотку трансформатора Т1, тиратрон гаснет, конденсатор вновь начинает заряжаться и т.д.

Выделяющиеся на вторичной обмотке импульсы высокого напряжения поступают на известный уже умножитель напряжения (он состоит в данном варианте из восьми каскадов), а с его выхода - на люстру.

Выпрямительный диод - любой, рассчитанный на обратное напряжение не менее 600 В и ток не менее 30 мА. Конденсатор С1 - оксидный, С2 - бумажный на указанное на схеме номинальное напряжение. Резистор R1 допустимо составить из трех параллельно соединенных сопротивлением по 47 кОм. Трансформатор Т1 - автомобильная катушка зажигания. Вместо тиратрона можно включить один или несколько динисторов серии КН102 - подбирая общее напряжение их включения, нетрудно регулировать высокое напряжение, поступающее на люстру.

Литература

1. Иванов Б. "Люстра Чижевского" - своими руками. - Радио, 1997, № 1, с. 36, 37.
2. Бирюков С. "Люстра Чижевского" - своими руками. - Радио, 1997, № 2, с. 34, 35.

Автор: Б. Иванов, г. Москва; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Электроника в медицине.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Беспроводной микроконтроллер TI CC1310F128RGZT 04.12.2015 Новая микросхема CC1310F128RGZT от Texas Instruments представляет собой многоядерную систему на кристалле, состоящую из: - высокопроизводительного микроконтроллера Cortex-M3 48 МГц; - радио 433/868 МГц со своим ядром Cortex-M0; - нанопотребляющего контроллера датчиков с отдельным 16-битным ядром; - подсистемы питания со встроенным DC/DС-преобразователем. Универсальное радио CC1310 позволяет реализовать практически любые фирменные протоколы и совместимо с приемопередатчиками CC1101, CC430, CC100L, CC1120, CC1200 и другими. Уникальной особенностью СС1310 является низкий ток потребления. В режиме непрерывного приема ток потребления составляет 5,5 мА, что в разы лучше, чем у многих конкурирующих решений. СС1310 позволяет создавать беспроводные датчики, способные до 10 лет работать от дискового элемента CR2032. Особенности CC1310: Cortex-M3 Up to 48-MHz Clock Speed; 128KB Flash, 20KB of Ultralow Leakage SRAM; Программно-определяемое радио Sub1GHz; Дальность до 20 км (-124 dBm @ 0,625 kbps ; +14 dBm); Лучшее в своем классе энергопотребление (5,5 mA RX); Потребление 600 нА при RTC с сохранением всей RAM-памяти; Совместим с CC1101, CC110L, CC430, СС112x, CC12xx; Сетевые протоколы: 6LoWPAN, 802.15.4g; EEMBC ULPBench Score: 158. Новая система на кристалле СС1310 является представителем новой платформы CC13xx/CC26xx, которая поддерживает 5 различных технологий на базе единой внутренней архитектуры чипов. Уникальная платформа включает в себя несколько совместимых по выводам микросхем, которые поддерживают технологии Bluetooth Smart, Sub1GHz, ZigBee, 6LoWPAN, IEEE 802.15.4, RF4CE и фирменные протоколы передачи данных на скоростях до 4 мегабит в секунду. Микросхемы 2,4 GHz и Sub1GHz взаимозаменяемы с точки зрения совпадения выводов. Дополнительно, внутри расположен один и тот же процессор и полностью совпадающий набор периферии, что позволяет разработчику легко менять диапазон частот или используемый стандарт беспроводной связи без существенных затрат времени на редизайн изделия.

Другие интересные новости:

▪ Процессорный охладитель для компактных систем Phanteks PH-TC12LS RGB

▪ Жизнь зарождается одновременно с планетой

▪ Sony Reader Wi-Fi

▪ Эффективный тонкопленочный органический фотогальванический модуль Toshiba

▪ Саундбар LG S95QR

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Микроконтроллеры. Подборка статей

▪ статья Гроза. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Кто и когда забил в одном матче сразу три мяча в свои ворота? Подробный ответ

▪ статья Машинист раскряжевочно-штабелевочного агрегата ДО-36 на обрезке вершин хлыстов на автопоезде. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Питание радиоаппаратуры от бортовой сети автомобиля. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Три фонтана. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026