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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Полет на Марс изменит человеческий организм 03.09.2022 Эксперты по космической медицине из Австралийского национального университета разработали математическую модель для выявления трудностей, с которыми человеческий организм столкнется во время полета на Марс. Алгоритм позволил просчитать ключевые изменения сердечно-сосудистой системы, которые могут произойти во время длительного полета в шесть-семь месяцев. В результате исследования ученые выяснили, что главный вред организму нанесет длительное пребывание в условиях микрогравитации. За полугодовой полет структура сосудов и сердечная система рискуют значительно перестроиться под новые условия искусственного тяготения. В такой обстановке кровь не притягивается к конечностям, как при земной гравитации. Сердце астронавта замедляет работу, поскольку не нужно перекачивать столько крови, как на Земле. Но остальное организм этого не ожидает, и мозг считает, что в теле накопилось слишком много воды, поскольку жидкость задерживается в верхней части туловища. В дело вступают защитные механизмы против излишка жидкости, через которые наступает обезвоживание. При этом сам участник экспедиции этого можно даже не заметить. Впрочем, не так ужасно. Авторы исследования считают, что такие изменения не нанесут больших потерь здоровью, и астронавты смогут без проблем сохранять работоспособность даже после полугода космического полета.

Другие интересные новости:

▪ Ноутбуки Dell Latitude 9000, 7000 и 5000

▪ Сверхэкзотическая электронная жидкость

▪ Эффективное использование опилок

▪ Черный азот, аналог графена

▪ Кардиопринтер

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Типовые инструкции по охране труда (ТОИ). Подборка статей

▪ статья Жан-Франсуа Лиотар. Знаменитые афоризмы

▪ статья Кто открыл инсулин? Подробный ответ

▪ статья Ориентирование с помощью компаса. Советы туристу

▪ статья Интерфейс 1-wire. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Ключевой стабилизатор напряжения, 5 вольт 2 ампера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026