В радиолюбительской практике, а так же, при ремонте аппаратуры, может пригодиться портативный высоковольтный источник тока, с батарейным питанием. Такой прибор может быть полезным при проверке обратного напряжения диода, напряжения стабилизации высоковольтного стабилитрона, напряжения зажигания неоновых ламп, а так же, для испытания высоковольтных транзисторов.

(нажмите для увеличения)

Ниже приводится описание портативного высоковольтного источника, постоянное напряжение на выходе которого можно плавно регулировать от 10 до 500 В. Выходной ток зависит от напряжения (чем больше напряжение, тем ниже ток). При максимальном напряжении ток составляет 1,5 мА. Питается генератор от "Кроны" (гальванической батареи напряжением 9 В), не имея никакой связи с электросетью. И, тем не менее, работая с ним нужно соблюдать меры предосторожности (убить не убьет, но тряхнуть может).

Источником питания служит батарея G1. Напряжение 9 В через диод VD1 (служит для защиты от случайного неправильного подключения питания) поступает на DC-DC преобразователь с трансформаторным выходом на микросхеме А1 типа МС34063. Эта микросхема предназначена для схем DC-DC преобразователей малой мощности, либо большей мощности, но с дополнительным ключом на мощном транзисторе. Здесь источник маломощный, потому используется собственный выходной ключ микросхемы.

Работа микросхем типа МС34063 была многократно и подробно описано в различной литературе. Напомню только что это генератор импульсов с изменяющейся широтой, которую можно регулировать с помощью вывода 5. Этот вывод используется для схемы стабилизации выходного конечного (вторичного) напряжения.

Резистор R1 работает в схеме защиты выхода микросхемы от перегрузки по току. Когда напряжение на R1 превышает контрольное значение, выходной каскад отключается.

Частота преобразования устанавливается емкостью конденсатора С2, который работает в частотозадающей цепи генератора.

Нагружена микросхема. А1 первичной обмоткой повышающего высокочастотного импульсного трансформатора Т1. Переменное напряжение со вторичной обмотки поступает на выпрямитель на диоде VD2.

Для поддержания выходного постоянного напряжения стабильным и регулировки выходного напряжения используется цепь R6-R5-R4. Здесь используется внутренняя схема стабилизации/установки выходного напряжения, имеющаяся в А1. Суть ее в том, что микросхема изменяет широту выходных импульсов так, чтобы напряжение на ее выводе 5 было равно 1,25 В. То есть, если напряжение на выводе 5 меньше 1,25 В широта выходных импульсов, поступающих на первичную обмотку трансформатора Т1 будет увеличиваться, а если напряжение на выводе 5 больше 1,25 В - широта будет уменьшаться.

Таким образом, схема ШИМ будет работать так, чтобы на выводе 5 поддерживать 1,25 В. Теперь нужно сделать так, чтобы напряжение на выводе 5 зависело от напряжения на выходе трансформатора (на его вторичной обмотке). Цель R4-R5-R6, представляющая собой регулируемый делитель напряжения, служит для установки данного соотношения зависимости выходного напряжения от напряжения на выв. 5.

Светодиод HL1 гореть не должен, на его месте можно бы поставить стабистор на 1,8...2 В, но светодиод приобрести легче. В данной схеме он выполняет функции стабистора ограничивающего максимальное напряжение на выводе 5 А1. Необходимость в таком ограничителе возникла после того как был испорчен один экземпляр микросхемы МС34063 при слишком быстром повороте рукоятки резистора R5. Проблема в том, что диапазон регулировки выходного напряжения здесь очень широк, и при быстрой регулировке напряжение на конденсаторах С4 и С5 не успевает измениться соответствующим образом. Особенно это заметно на холостом ходу или при работе на высокоомную нагрузку. В результате, в какой-то момент времени напряжение на выводе 5 А1 может оказаться слишком высоким и повредить вход компаратора данной микросхемы. Вот чтобы этого не происходило и есть цепь VD3-HL1-C3-R3. Практически это параметрический стабилизатор не допускающий повышения напряжения на выводе 5 А1 выше 2,5 В. Более того, при резкой регулировке на снижение выходного напряжения эта цепь создает дополнительный ток разрядки конденсаторов С4 и С5 (в какой-то момент быстрой регулировки может даже вспыхнуть светодиод).

Переменный резистор R7 служит для увеличения выходного сопротивления источника. Это может потребоваться при проверке диодов на обратный пробой. Вы подключаете к клеммам X1 диод в обратном направлении, к клеммам Х2 подключаете мультиметр (который будет показывать в 10 раз меньшее напряжение, чем на диоде) и начинаете постепенно увеличивать напряжение. Как только наступает пробой напряжение, которое показывает мультиметр перестает расти или падает, несмотря на регулировку на увеличение резистором R5. Таким образом, R7 является сопротивлением, ограничивающим ток на испытуемой цепи. Величину ограничения можно установить регулировкой R7, а если ограничения не нужно, - повернуть его ручку в минимальное положение.

Трансформатор Т1 намотан на ферритовом кольце внешним диаметром 28 мм. Ферритовое кольцо необходимо перед намоткой обработать, - шкуркой придать его краям закругленность, а затем покрыть кольцо тонким слоем эпоксидного лака. После высыхания пака проверьте поверхность кольца на отсутствие задиров и острых кромок (например, из-за дефектов при застывании лака). Все задиры и кромки нужно сгладить и при необходимости еще раз покрыть лаком.

После окончательного застывания лака наматывайте вторичную обмотку. Она содержит 2000 витков провода ПЭВ 0,12 намотанных внавал равномерно по кольцу, но так чтобы оставить небольшой зазор между началом и концом обмотки. Намотку нужно делать так. чтобы ее участки с большой разницей в числе витков не соприкасались. То есть, мотать внавал, но равномерно двигаясь в одну сторону, а не туда-сюда. После намотки вторичной обмотки нужно покрыть ее слоем лакоткани или фторопластовой пленки и на эту поверхность намотать первичную обмотку - 15 витков провода ПЭВ 0,61 (или другого диаметра от 0,5 до 1 мм). Намотку распределить равномерно по поверхности вторичной обмотки. Обе намотки мотать в одну и ту же сторону. На схеме показано как их нужно сфазировать.

Автор: Каравкин В.