Страница 126 из 150
Стр. 253 — ЯЩИК — в данном случае подразумевается казна сообщества.
ВЫСОКОВОЛЬТНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
Блок питания аэронизатора
Б. Иванов
Нижеприведенный преобразователь необходим для получения высокого напряжения отрицательной полярности, питающего "люстру". Абсолютная величина напряжения должна быть не менее 25 кВ.
Для помещения типа классной комнаты или школьного спортивного зала оптимальным является напряжение 40…50 кВ. Получить то или иное напряжение нетрудно, наращивая количество умножительных каскадов, однако чрезмерно увлекаться высоким напряжением не следует, поскольку появляется опасность возникновения коронного разряда, сопровождаемого запахом озона и резким снижением эффективности работы установки.
Схема простейшего преобразователя напряжения, прошедшего буквально двадцатилетнюю проверку на повторяемость, приведена на рис. 2,а. Особенностью его является непосредственное питание от сети.
Работает устройство так. Во время положительного полупериода сетевого напряжения через резистор R1, диод VD1 и первичную обмотку трансформатора Т1 заряжается конденсатор С1. Тринистор VS1 при этом закрыт, поскольку отсутстсвует ток через его управляющий электрод (падение напряжения на диоде VD2 в прямом направлении мало по сравнению с напряжением, необходимым для открывания тринистора).
При отрицательном полупериоде диоды VD1 и VD2 закрываются. На катоде тринистора образуется падение напряжения относительно управляющего электрода (минус — на катоде, плюс — на управляющем электроде), в цепи управляющего электрода появляется ток и тринистор открывается. В этот момент конденсатор С1 разряжается через первичную обмотку трансформатора. Во вторичной обмотке появляется импульс высокого напряжения (трансформатор повышающий). И так — каждый период сетевого напряжения.
Импульсы высокого напряжения (они двусторонние, поскольку при разрядке конденсатора в цепи первичной обмотки возникают затухающие колебания) выпрямляются выпрямителем, собранным по схеме умножения напряжения на диодах VD3-VD6. Постоянное напряжение с выхода выпрямителя поступает (через ограничительный резистор R3) на электроэффлювиальную "люстру".
Резистор R1 может быть составлен из трех параллельно соединенных МЛТ-2 сопротивлением по 3 кОм, a R3 — из трех-четырех последовательно соединенных МЛТ-2 общим сопротивлением 10…20 МОм. Резистор R2 — МЛТ-2. Диоды VD1 и VD2 — любые другие на ток не менее 300 мА и обратное напряжение не ниже 400 В (VD1) и 100 В (VD2). Диоды VD3 — VD6 могут быть, кроме указанных на схеме, КЦ201Г-КЦ201Е. Конденсатор С1 — МБМ на напряжение не ниже 250 В, С2-С5 — ПОВ на напряжение не ниже 10 кВ (С2 — не ниже 15 кВ). Конечно, применимы и другие высоковольтные конденсаторы на напряжение 15 кВ и более. Тринистор VS1 — КУ201К, КУ201Л, КУ202К-КУ202Н. Трансформатор Т1 — катушка зажигания Б2Б (на 6 В) от мотоцикла, но можно использовать и другую, например от автомобиля.
Весьма привлекательно применение в аэроионизаторе телевизионного трансформатора строчной развертки ТВС-110Л6, вывод 3 которого соединяют с конденсатором С1, выводы 2 и 4 — с "общим" проводом (управляющий электрод тринистора и другие детали), а высоковольтный провод — с конденсатором С3 и диодом VD3 (рис. 2,б). В этом варианте, как показала практика, желательно использовать высоковольтные диоды 7ГЕ350АФ либо КЦ105Г и другие диоды с обратным напряжением не менее 8 кВ.
Монтировать детали аэроионизатора следует в корпусе соответствующих габаритов так, чтобы между выводами высоковольтных диодов и конденсаторов было достаточное расстояние (рис. 3). Еще лучше после монтажа покрыть эти выводы расплавленным парафином — тогда удастся избежать появления коронного разряда и запаха озона.
Аэроионизатор не нуждается в налаживании и начинает работать сразу после включения в сеть. Изменять постоянное напряжение на выходе аэроионизатора можно подбором резистора R1 или конденсатора С1. Для некоторых экземпляров тринисторов иногда нужно подобрать резистор R2 по моменту открывания тринистора при минимальном сетевом напряжении.
О технике безопасности. Аэроионизатор — высоковольтная установка, поэтому при его налаживании и эксплуатации должны соблюдаться меры предосторожности. Высокое напряжение само по себе неопасно. Решающее значение имеет сипа тока. Как известно, опасен для жизни ток свыше 0,03 А (30 мА), особенно если он протекает через область сердца (левая рука — правая рука). В нашем аэроионизаторе максимальная сила тока в сотни раз меньше допустимого. Но это вовсе не означает, что прикосновение к высоковольтным частям установки безопасно — вы получите ощутимый и неприятный укол искрой разрядки конденсаторов умножителя. Поэтому при всякой перепайке деталей или проводов в конструкции выключите ее из сети и замкните высоковольтный провод умножителя на заземленный (соединенный с общим проводом) вывод обмотки II (нижний по схеме).
Прим. ред.:
1. В высоковольтных цепях нельзя использовать высокоомные резисторы, у которых проводящий слой представляет собой спираль, поскольку может осуществляется пробой между витками спирали резистора. Нужный номинал резистора следует составлять из нескольких, более низкоомных резисторов, имеющих сплошной проводящий слой.
2. Для измерения высокого напряжения можно использовать делитель, состоящий из длинной цепочки высокоомных резисторов. Следует стремится к достижению минимального тока в таком делителе. К измерительному участку цепи, при этом, должен подключаться вольтметр с высокоомным входом.
Другой блок питания аэронизатора
Б. Иванов
Как уже сообщалось в предыдущей статье, 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 схемам либо сконструированный самостоятельно, должен отвечать именно этому наиважнейшему требованию.
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 С3-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 X1.
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.