تعد تقنية الجهد العالي اتجاهًا خاصًا في مجال الإلكترونيات، والتي تتمتع بروحها وجمالياتها وميزاتها الفريدة. يقوم الآلاف من المتحمسين حول العالم ببناء تصميمات مختلفة، تتراوح من المضاعفات البسيطة إلى مولدات Van de Graaff الضخمة وملفات Tesla - كقاعدة عامة، كل هذه الأجهزة ليس لها أي تطبيق عملي، وتكمن قيمتها على وجه التحديد في إنشاء ألوان عالية الجودة. تصريفات الجهد.
يمكن بثقة أن يطلق على العنصر الأكثر بأسعار معقولة القادر على توليد الجهد العالي محول الخط - هذا العنصر موجود في أي تلفزيون CRT؛ في الوقت الحالي، أصبح سعر هذه المحولات منخفضًا جدًا، نظرًا لأن أجهزة تلفزيون CRT أصبحت شيئًا فشيئًا الماضي. يمكن التمييز بين نوعين من هذه المحولات - TDKS، مع مضاعف مدمج، وTVS - محول "عاري"، والذي يمكن توصيل المضاعف به بشكل منفصل.في كلتا الحالتين، من أجل جعل مثل هذا المحول ينتج جهدًا عاليًا، هناك حاجة إلى دائرة خاصة من شأنها "ضخ" ملفها الأولي بجهد عالي التردد؛ يمكن أن يتراوح هذا التردد بين 1-100 كيلو هرتز. يوجد عدد كبير جدًا من الدوائر المشابهة على الإنترنت، غالبًا ما تكون دوائر بسيطة أحادية الطرف تستخدم ترانزستورًا قويًا واحدًا فقط، والذي يغلق ويفتح دائرة الملف الأساسي لمحول الخط بالتردد المطلوب - مثل هذه الدوائر، على الرغم من بساطتها، تتمتع بكفاءة منخفضة إلى حد ما (يصبح الترانزستور ساخنًا جدًا) وطاقة منخفضة، وبالتالي، لا تسمح بالكشف عن الإمكانات الكاملة للمحول وإزالة أقصى قدر ممكن من الطاقة منه - وطول وقوة وسطوع المحول. التصريفات تعتمد بشكل مباشر على السلطة.
مخطط
الدائرة المعروضة في هذه المقالة عبارة عن محول نصف جسر كلاسيكي يعتمد على الدائرة الدقيقة IR2153، ويمكنه تطوير قدر كبير جدًا من الطاقة في الحمل - ما يصل إلى 500 واط عند استخدام الترانزستورات المناسبة عند الإخراج، ومع تعديلات طفيفة حتى كيلووات قليلة. وفي الوقت نفسه، تبدو الدائرة نفسها سهلة التجميع للغاية، ولا تحتوي على أي عناصر باهظة الثمن وقابلة للتكرار بدرجة كبيرة.
حمل الدائرة هو الحث L1 - في حالتنا هو اللف الأساسي لمحول الخط. ولكن أيضًا بناءً على هذه الدائرة، من الممكن تجميع العديد من الأجهزة الأخرى التي تتطلب جهدًا عالي التردد وسعة كبيرة، على سبيل المثال، سخان الحث. من أجل الوضوح، الصورة أدناه توضح شكل الإشارة عند خرج الدائرة بدون حمل متصل - نبضات مستطيلة مثالية تقريبًا.
قليلا عن تفاصيل وتشغيل المحول
تعمل الدائرة الدقيقة IR2153 كمولد نبض مستطيل الدفع والسحب - فهي تعمل بالدفع والسحب نظرًا لوجود مخرجين (الجهات 5 و 7) وتتحكم الدائرة الدقيقة في نفس الوقت في اثنين من ترانزستورات التأثير الميداني، الذراعين العلوي والسفلي. لا يوجد نقص في هذه الدائرة الدقيقة؛ حيث يتم بناء بعض مصادر طاقة الشبكة وأجهزة التبديل الأخرى على أساسها؛ وعادةً لا يتجاوز سعرها في متاجر مكونات الراديو 100 روبل. هذه الدائرة الدقيقة ملائمة لأنها تحتوي بالفعل على صمام ثنائي زينر بالداخل، مما يسمح بتشغيل الدائرة الدقيقة من نفس جهد الحمل - يجب أن يكون هذا الجهد للتشغيل الفعال لنصف الجسر 100-300 فولت، وبالتالي، جهد إضافي مصدر الجهد المنخفض غير مطلوب لتشغيل الجزء المنطقي من الدائرة. المقاوم الذي يحد من التيار من خلال الصمام الثنائي زينر للدائرة الدقيقة هو R1 - يتم تمييز قيمته بعلامة النجمة في الرسم التخطيطي. تعتمد مقاومة هذه المقاومة على جهد إمداد الدائرة بأكملها - كلما زاد جهد الإمداد، زادت قيمة المقاومة؛ يمكنك حساب القيمة الدقيقة لأي جهد إمداد باستخدام الآلة الحاسبة لحساب مقاومة صمام ثنائي الزينر . التصنيف الموضح في الرسم البياني مناسب لجهد إمداد يبلغ 250 فولت. يجب أيضًا أن يؤخذ في الاعتبار أنه سيتم تبديد بعض الطاقة على هذه المقاومة، لذلك من الضروري استخدام إما مقاوم واحد بقدرة 1-3 واط، أو عدة مقاومات منخفضة الطاقة بالتوازي، كما هو الحال على لوحة الدوائر المطبوعة. يعمل المكثف C2 على تصفية جهد إمداد الدائرة الدقيقة، ويمكن أن تتراوح قيمته من 100 إلى 220 ميكروفاراد، والجهد لا يقل عن 25 فولت.Capacitor C1 عبارة عن مصدر طاقة عالي الجهد، ويجب ألا تبخل بسعته، لأن الطاقة عند الحمل ستعتمد عليه - إذا كانت السعة صغيرة جدًا، فقد يحدث انخفاض في الطاقة وستنخفض الطاقة. القيمة المثالية ستكون 470-680 فائق التوهج؛ لاحظ أن هذا المكثف يجب أن يكون مصممًا لجهد إمداد عالي + بعض الهامش.
تحدد سلسلة العناصر R2-C3 التردد، لذلك من المهم استخدام مكثف عالي التردد عالي الجودة هنا، وسيفي مكثف الفيلم العادي بالغرض. كلما زادت سعة المكثف، انخفض تردد تشغيل الدائرة؛ عند التصنيفات المشار إليها يساوي تقريبًا 80 كيلو هرتز. يمكنك تجميع دائرة ذات تردد ثابت، ولكن يمكن الحصول على أفضل النتائج إذا تمكنت من ضبط التردد، لذلك بدلاً من المقاوم الثابت، أوصي بتثبيت أداة تشذيب 20 كيلو أوم، ويمكن أيضًا تحديد نطاق تعديلات التردد من خلال سعة المكثف. Capacitor C4 - يُنصح باستخدام مكثف التنتالوم غير القطبي بسعة 20-30 μF ، ولكن المكثف الكهربائي العادي سيفي بالغرض. تعمل المقاومات R3، R4 على الحد من التيار في بوابات الترانزستورات، وهي مناسبة لـ 10-30 أوم.
يجب إيلاء اهتمام خاص لاختيار ترانزستورات الطاقة، لأنها هي التي ستحول الحمل وستعتمد عليها كفاءة الدائرة وموثوقيتها. الخيار الأكثر تكلفة، ولكن ليس الأقوى، هو IRF630 - فهو مناسب للعمل بجهد لا يزيد عن 150 فولت مع عدم وجود الكثير من الطاقة، وأنا أستخدمها.يمكنك هنا استخدام أي ترانزستورات قوية ذات تأثير ميداني تقريبًا، عند الاختيار، يجب أن تأخذ في الاعتبار الحد الأقصى لجهد التشغيل والمقاومة الحالية والقناة المفتوحة. ستكون الخيارات المناسبة أيضًا هي IRF740، وIRF840، وIRFP450، وIRFP460، والأخيران أكثر تكلفة، لكنهما سيسمحان لك بالعمل بقدرات أعلى تصل إلى 500 واط. تشكل المكثفات C5 و C6 مقسم جهد ، وهو أمر ضروري لتشغيل محول نصف الجسر ؛ يمكن هنا استخدام مكثفات الأفلام بسعة 1-2 μF ؛ يجب أيضًا تصميم جهد التشغيل الخاص بها لجهد الإمداد + بعض احتياطي. VD1 هو صمام ثنائي، لا تحتاج هنا إلى استخدام الثنائيات العادية، ولكن فائقة السرعة، على سبيل المثال UF4007 وما شابه ذلك.
تجميع المحول
يتم تجميع الدائرة بأكملها على لوحة دوائر مطبوعة مرفقة بالمقالة. يرجى ملاحظة أن الدائرة "متقلبة" من حيث الأسلاك، وقد تم اختبار هذا الإصدار من اللوحة، ولم يتم اكتشاف أي قطع أثرية في العمل عليها. تم تصنيع اللوحة باستخدام طريقة LUT القياسية، فيما يلي صور لعملية صنع اللوحة وختم الأجزاء.
بضع كلمات حول الملف الأولي - يجب أن يتم لفه على قلب الفريت للمحول بنفسك، حيث أن اللفات الأولية القياسية ليست مصممة للطاقة العالية. لا يستغرق اللف الكثير من الوقت، فقط 30-40 دورة من الأسلاك النحاسية المطلية كافية، ولا ينبغي أن يكون المقطع العرضي صغيرًا جدًا، وإلا ستحدث خسائر. يجب توصيل اللف الناتج باللوحة باستخدام الأسلاك، ويجب ألا يكون طولها طويلاً جدًا.
كما قد تتخيل، تتم إزالة الجهد العالي من الطرف "الساخن" للمحول، والذي يمكن تحديده عادة من خلال العزل السميك.يوجد جهة الاتصال السلبية في TDKS في الجزء السفلي من العلبة جنبًا إلى جنب مع جميع المحطات الطرفية الأخرى، ومن السهل العثور عليها - ما عليك سوى إلقاء نظرة على جهة الاتصال التي سيضيء القوس عند الاقتراب من المحطة "الساخنة". يرجى ملاحظة أن الجزء السفلي من TDKS الموجود في الصورة به لون أسود - وقد تم تشكيله عندما كان TDKS يعمل مع دائرة نصف الجسر هذه، حيث يتم استخدام المحول تقريبًا إلى الحد الأقصى لقدراته، وفي بعض الأحيان تحدث أعطال بين أطرافه المختلفة . لتجنبها، يجب عليك ملء جميع الأطراف بمركب عازل، وإخراج السلك السلبي المطلوب فقط بسلك منفصل.
يجب أن يتم تزويد الهيكل بأكمله بالطاقة من مصدر ذو طاقة مناسبة، ومن الملائم أن يتم ضبط جهد الإمداد. في حالتي، مصدر الطاقة هو المحول القديم لتلفزيون أنبوب TS-160 الخاص بهم، للتصحيح، يتم توصيل جسر الصمام الثنائي مع المكثفات على لوحة صغيرة بشكل منفصل، ويمكن رؤيته في الصورة.
حتى الترانزستورات "منخفضة الطاقة" مثل IRF630 في هذه الدائرة لا تسخن كثيرًا، فبعد عدة دقائق من التشغيل المستمر تظل دافئة فقط على المشعات الصغيرة. على الرغم من أن تبديد الحرارة صغير، خاصة عند استخدام، على سبيل المثال، IRFP450-560، فإن مشعات صغيرة كما في الصورة من أجل الموثوقية لن تكون زائدة عن الحاجة. منظر عام للتصميم:
الصور الختامية - التي تصور أقواس الجهد العالي، وكذلك الفيديو. يبلغ جهد انهيار الهواء حوالي 3 سم. وكما يظهر في الفيديو، إذا تم وضع أقطاب الجهد العالي على مسافة معينة من بعضها البعض، فإن القوس لا يحترق، ويعمل المحول في وضع الخمول، بينما يتم تتويج التفريغات البنفسجية من طرفه "الساخن"، كذلك اعتبارًا من السكن نفسه - عند ظهورها، يُنصح بعزل جميع أماكن الانهيار المحتملة بواسطة مركب عازل.يرجى ملاحظة أن TDKS لا يتمتع بجهد كهربائي عالي فحسب، بل يتمتع أيضًا بقدرة كافية للتسبب في إصابة كهربائية إذا لمست أطراف الجهد العالي بيديك. اللمس ليس ضروريًا لحدوث القوس، نظرًا لمسافة الانهيار الكبيرة إلى حد ما. يجب أن نتذكر أيضًا أنه بعد إيقاف تشغيل الدائرة، لا يزال الجهد العالي عند مخرج TDKS قائمًا، نظرًا لوجود مكثف بالداخل، لذلك بعد إيقاف تشغيل أطراف الجهد العالي، يجب توصيلها ببعضها البعض لتفريغ هذا المكثف. بناء سعيد!
