Connexion TVS haute tension. Générateurs haute tension avec stockage d'énergie capacitif

Dans cet article, vous apprendrez comment obtenir de la haute tension, avec haute fréquence fais le toi-même. Le coût de l'ensemble de la structure ne dépasse pas 500 roubles, avec un minimum de coûts de main-d'œuvre.

Pour fabriquer, vous n'avez besoin que de 2 choses : - Lampe à économie d'énergie(l'essentiel est qu'il y ait un circuit de ballast fonctionnel) et un transformateur de ligne d'un téléviseur, d'un moniteur et d'autres équipements CRT.

Lampes à économie d'énergie (nom correct : lampe fluorescente compacte) sont déjà fermement ancrés dans notre vie quotidienne, je pense donc qu'il ne sera pas difficile de trouver une lampe avec une ampoule qui ne fonctionne pas, mais avec un circuit de ballast fonctionnel.
Le ballast électronique CFL génère des impulsions de tension à haute fréquence (généralement 20-120 kHz) qui alimentent un petit transformateur élévateur, etc. la lampe s'allume. Les ballasts modernes sont très compacts et s'insèrent facilement dans la douille E27.

Le ballast de lampe produit des tensions jusqu'à 1000 volts. Si vous connectez un transformateur de ligne au lieu d'une ampoule, vous pouvez obtenir des effets étonnants.

Un peu sur les lampes fluocompactes

Blocs dans le diagramme :
1 - redresseur. Il convertit la tension alternative en tension continue.
2 - transistors push-pull.
3 - transformateur torique
4 - un circuit résonant d'un condensateur et d'une self pour créer une haute tension
5 - une lampe fluorescente, que nous remplacerons par un graveur de ligne

Les LFC sont produites par les plus puissance différente, tailles, facteurs de forme. Comment plus de pouvoir lampes, plus la tension doit être élevée à l'ampoule de la lampe. Pour cet article, j'ai utilisé une CFL de 65 watts.

La plupart des LFC ont le même circuit. Et ils ont tous 4 sorties pour brancher une lampe fluorescente. Il sera nécessaire de connecter la sortie du ballast à l'enroulement primaire du transformateur de ligne.

Un peu sur les transformateurs de ligne

Les points de suture sont également disponibles dans une variété de tailles et de formes.

Le principal problème lors de la connexion d'un rédacteur de ligne est de trouver 3 conclusions dont nous avons besoin sur 10-20 qui sont généralement présentes avec eux. Une borne est commune et quelques autres bornes sont l'enroulement primaire, qui s'accrochera au ballast CFL.
Si vous pouvez trouver la documentation de la ligne, ou le schéma de l'équipement, où il se trouvait, alors votre tâche sera grandement facilitée.

Attention! La couture peut contenir une tension résiduelle, assurez-vous donc de la décharger avant de la manipuler.

Construction finale

Sur la photo ci-dessus, vous pouvez voir l'appareil en action.

Et rappelez-vous qu'il s'agit d'une tension constante. L'épaisse mine de plomb rouge est un plus. Si vous avez besoin d'une tension alternative, vous devez retirer la diode de la ligne ou trouver l'ancienne sans diode.

Problèmes possibles

Lorsque j'ai assemblé mon premier circuit haute tension, cela a fonctionné immédiatement. Ensuite, j'ai utilisé le ballast d'une lampe de 26 watts.
J'en ai tout de suite voulu plus.

J'ai pris un lest plus puissant des CFL et j'ai répété exactement le premier schéma. Mais le schéma n'a pas fonctionné. Je pensais que le ballast était grillé. J'ai rebranché les ampoules de la lampe et je l'ai branché. La lampe s'est allumée. Ce n'était donc pas du lest, c'était un ouvrier.

Avec un peu de réflexion, j'ai conclu que l'électronique du ballast devrait déterminer le filament de la lampe. Et j'ai utilisé seulement 2 fils externes pour l'ampoule de la lampe, et j'ai laissé les fils internes "en l'air". J'ai donc mis une résistance entre la borne de ballast externe et interne. Allumé - le circuit a fonctionné, mais la résistance a rapidement grillé.

J'ai décidé d'utiliser un condensateur au lieu d'une résistance. Le fait est que le condensateur ne fait passer que du courant alternatif et que la résistance autorise à la fois le courant alternatif et le courant continu. De plus, le condensateur n'a pas chauffé car a donné peu de résistance dans le chemin AC.

Le condensateur a très bien fonctionné ! L'arc est très grand et épais!

Donc, si le programme n'a pas fonctionné pour vous, il y a probablement 2 raisons :
1. Quelque chose a été mal connecté, soit du côté ballast, soit du côté transformateur de ligne.
2. L'électronique du ballast est liée au travail avec un filament, et depuis ce n'est pas le cas, alors un condensateur aidera à le remplacer.

Attention! Le multiplicateur donne une très grande tension CONSTANTE ! C'est vraiment dangereux, donc si vous décidez de le répéter, soyez extrêmement prudent et suivez les précautions de sécurité. Après les expériences, la sortie du multiplicateur doit être déchargée ! L'installation peut facilement tuer des équipements, photographier uniquement de loin et effectuer des expériences loin de l'ordinateur et des autres appareils électroménagers.

Cet appareil est la conclusion logique du sujet sur l'utilisation d'un transformateur de ligne TVS-110LA, et une généralisation du sujet de l'article et du forum.

Le dispositif résultant a trouvé une application dans diverses expériences où une haute tension est requise. Le schéma final de l'appareil est illustré à la Fig. 1.

Le circuit est très simple, et c'est un générateur de blocage commun. Sans bobine haute tension et le multiplicateur peut être utilisé lorsqu'une haute tension alternative avec une fréquence de dizaines de Hz est nécessaire, par exemple, il peut être utilisé pour alimenter un LDS ou pour tester des lampes similaires. Une tension alternative plus élevée est obtenue en utilisant un enroulement haute tension. Pour obtenir une tension constante élevée, un multiplicateur UN9-27 a été utilisé.

Fig. 1 Schéma de principe.

Photographie 1. Apparence alimentation pour TVS-110

Photo 2. Vue externe de la source d'alimentation sur TVS-110

Photo 3. Vue externe de la source d'alimentation sur TVS-110

Photo 4. Vue externe de la source d'alimentation sur TVS-110

L'appareil en question génère des décharges électriques avec une tension de l'ordre de 30 kV, nous vous demandons donc d'être extrêmement prudent lors du montage, de l'installation et de l'utilisation ultérieure. Même après la mise hors tension du circuit, une partie de la tension reste dans le multiplicateur de tension.

Bien sûr, cette tension n'est pas fatale, mais le multiplicateur inclus peut mettre votre vie en danger. Suivez toutes les précautions de sécurité.

Venons-en maintenant au fait. Pour obtenir des décharges à haut potentiel, des composants du balayage linéaire d'un téléviseur soviétique ont été utilisés. Je voulais créer un générateur haute tension simple et puissant alimenté en 220 volts. Un tel générateur était nécessaire pour les expériences que je réalise régulièrement. La puissance du générateur est assez élevée, à la sortie du multiplicateur, les décharges atteignent jusqu'à 5-7 cm,

Le ballast LDS a été utilisé pour alimenter le transformateur de ligne, qui était vendu séparément et coûtait 2 $.

Ce ballast est conçu pour alimenter deux lampes fluorescentes de 40 watts chacune. Pour chaque canal, 4 fils sortent de la carte, dont deux que nous appellerons "chauds", car c'est à travers eux que circule la haute tension pour alimenter la lampe. Les deux autres fils sont reliés entre eux par un condensateur, cela est nécessaire pour démarrer la lampe. A la sortie du ballast, une haute tension avec une fréquence élevée est générée, qui doit être appliquée à un transformateur de ligne. La tension est fournie en série via le condensateur, sinon le ballast grillera en quelques secondes.

Nous sélectionnons un condensateur avec une tension de 100-1500 volts, une capacité de 1000 à 6800pF.
Il est déconseillé d'allumer le générateur pendant Longtemps ou vous devez installer des transistors sur les dissipateurs thermiques, car après 5 secondes de fonctionnement, une augmentation de la température est déjà observée.

Le transformateur de ligne a été utilisé comme TVS-110PTs15, multiplicateur de tension UN9/27-1 3.

Liste des radioéléments

La désignation	Type de	Dénomination	Quantité	Mon cahier
	Diagramme de ballast préparé.
VT1, VT2	Transistor bipolaire	FJP13007	2	Dans le bloc-notes
VDS1, VD1, VD2	Diode redresseur	1N4007	6	Dans le bloc-notes
C1, C2		10 F 400 V	2	Dans le bloc-notes
C3, C4	Condensateur électrolytique	2.2uF 50V	2	Dans le bloc-notes
C5, C6	Condensateur	3300 pF 1000 V	2	Dans le bloc-notes
R1, R6	Résistance	10 ohms	2	Dans le bloc-notes
R2, R4	Résistance	510 kOhms	2	Dans le bloc-notes
R3, R5	Résistance	18 ohms	2	Dans le bloc-notes
	Inducteur		4	Dans le bloc-notes
F1	Fusible	1 A	1	Dans le bloc-notes
	Éléments supplémentaires.
C1	Condensateur	1000-6800 pF	1	Dans le bloc-notes
	Transformateur de balayage de ligne	TVS-110PTs15	1	Dans le bloc-notes
	Multiplicateur de tension	ONU 9 / 27-13	1

Maintenant, très souvent, vous pouvez trouver des téléviseurs à tube cathodique obsolètes à la poubelle, avec le développement de la technologie, ils ne sont plus pertinents, alors maintenant ils sont essentiellement en train de s'en débarrasser. Peut-être que tout le monde a vu une inscription dans l'esprit de « Haute tension. N'ouvrez pas". Et il y a une raison, car dans chaque téléviseur avec un tube image, il y a une chose très amusante appelée TDKS. L'abréviation signifie "transformateur à diodes en cascade", dans le téléviseur, il sert avant tout à générer une haute tension pour alimenter le kinéscope. A la sortie d'un tel transformateur, une tension constante allant jusqu'à 15-20 kV peut être obtenue. La tension alternative de la bobine haute tension dans un tel transformateur est augmentée et redressée à l'aide d'un multiplicateur à diode-condensateur intégré.
Les transformateurs TDKS ressemblent à ceci :

Comme vous pouvez le deviner, le fil rouge épais qui s'étend du haut du transformateur est conçu pour en retirer la haute tension. Pour démarrer un tel transformateur, vous devez enrouler votre enroulement primaire dessus et assembler un circuit simple appelé pilote ZVS.

Schème

Le schéma est présenté ci-dessous :

Le même diagramme dans une représentation graphique différente :

Quelques mots sur le schéma. Son maillon clé sont les transistors à effet de champ IRF250 ; IRF260 est également bien adapté ici. Au lieu d'eux, vous pouvez mettre d'autres transistors à effet de champ similaires, mais ce sont ceux qui ont fait leurs preuves dans ce circuit. Des diodes zener pour une tension de 12-18 volts sont installées entre la grille de chacun des transistors et le moins du circuit, j'ai mis les diodes zener BZV85-C15, pour 15 volts. De plus, des diodes ultra-rapides, par exemple UF4007 ou HER108, sont connectées à chacune des grilles. Un condensateur de 0,68 µF est connecté entre les drains des transistors pour une tension d'au moins 250 volts. Sa capacité n'est pas si critique, vous pouvez mettre en toute sécurité des condensateurs de l'ordre de 0,5 à 1 F. Des courants assez importants traversent ce condensateur, il peut donc être chauffé. Il est conseillé de mettre plusieurs condensateurs en parallèle, ou de prendre un condensateur pour une tension plus élevée, 400-600 volts. Il y a un starter sur le diagramme, dont la cote n'est pas non plus très critique et peut être comprise entre 47 et 200 H. Vous pouvez enrouler 30-40 tours de fil sur un anneau de ferrite, cela fonctionnera de toute façon.

Fabrication

Si le starter devient très chaud, vous devez réduire le nombre de tours ou prendre un fil avec une section plus épaisse. Le principal avantage du circuit est son rendement élevé, car les transistors qu'il contient ne chauffent presque pas, mais, néanmoins, ils doivent être installés sur un petit radiateur, pour plus de fiabilité. Lors de l'installation des deux transistors sur un radiateur commun, il est impératif d'utiliser un joint isolant thermoconducteur, car le fond métallique du transistor est connecté à son drain. La tension d'alimentation du circuit se situe dans la plage de 12 à 36 volts, à une tension de 12 volts au ralenti, le circuit consomme environ 300 mA, avec un arc brûlant, le courant monte à 3-4 ampères. Plus la tension d'alimentation est élevée, plus la tension sera élevée à la sortie du transformateur.
Si vous regardez attentivement le transformateur, vous pouvez voir l'écart entre son boîtier et le noyau de ferrite d'environ 2 à 5 mm. Sur le noyau lui-même, vous devez enrouler 10 à 12 tours de fil, de préférence en cuivre. Vous pouvez enrouler le fil dans n'importe quelle direction. Plus la section du fil est grande, mieux c'est, cependant, un fil de section trop grande peut ne pas s'insérer dans l'espace. Vous pouvez également utiliser du fil de cuivre émaillé, il rampera même à travers l'espace le plus étroit. Ensuite, il est nécessaire de faire une branche à partir du milieu de cet enroulement, en exposant les fils à le bon endroit comme indiqué sur la photo :

Vous pouvez enrouler deux enroulements de 5-6 tours dans un sens et les connecter, dans ce cas, une branche du milieu est également obtenue.
Lorsque le circuit est allumé, un arc électrique se produira entre la borne haute tension du transformateur (fil rouge épais en haut) et son moins. Minus est l'une des jambes. Déterminer le segment négatif requis peut être assez simple si vous apportez un "+" à chaque segment un par un. L'air passe à une distance de 1 à 2,5 cm, de sorte qu'un arc de plasma apparaît immédiatement entre la jambe souhaitée et le plus.
Vous pouvez utiliser un tel transformateur haute tension pour créer un autre appareil intéressant - l'échelle de Jacob. Il suffit de placer deux électrodes droites avec la lettre "V", de connecter un plus à l'une et un moins à l'autre. La décharge apparaîtra en bas, commencera à ramper vers le haut, se brisera en haut et le cycle se répétera.
Vous pouvez télécharger le tableau ici :

(Téléchargements : 581)

Les générateurs haute tension de faible puissance sont largement utilisés dans la détection de défauts, pour alimenter des accélérateurs de particules chargées portables, des tubes à rayons X et cathodiques, des tubes photomultiplicateurs et des détecteurs de rayonnement ionisant. En outre, ils sont également utilisés pour la destruction des solides par impulsions électriques, l'obtention de poudres ultradispersées, la synthèse de nouveaux matériaux, comme détecteurs de fuite d'étincelles, pour le démarrage de sources lumineuses à décharge de gaz, pour le diagnostic de décharge électrique de matériaux et de produits, pour l'obtention de gaz. photographies de décharge par la méthode de SD Kirlian testant la qualité de l'isolation contre les surtensions. Dans la vie de tous les jours, des appareils similaires sont utilisés comme sources d'alimentation pour les pièges électroniques de poussières ultradispersées et radioactives, les systèmes d'allumage électroniques, pour les lustres électroeffluviaux (A.L. etc. ...

Classiquement, les générateurs haute tension sont des appareils qui génèrent une tension supérieure à 1 kV.

Le générateur d'impulsions de tension de vue à l'aide d'un transformateur résonant (Fig. 11.1) est réalisé selon le schéma classique de l'éclateur à gaz RB-3.

Le condensateur C2 est chargé d'une tension pulsée à travers la diode VD1 et la résistance R1 jusqu'à la tension de claquage de l'éclateur à gaz. À la suite de la rupture de l'entrefer de l'éclateur, le condensateur est déchargé vers l'enroulement primaire du transformateur, après quoi le processus est répété. En conséquence, à la sortie du transformateur T1, des impulsions de courant-tension décroissantes d'une amplitude allant jusqu'à 3 ... 20 kV sont formées.

Pour protéger l'enroulement de sortie du transformateur contre les surtensions, un parafoudre est connecté en parallèle à celui-ci, réalisé sous la forme d'électrodes avec un entrefer réglable.

Riz. 11.1. Circuit générateur d'impulsions haute tension utilisant un éclateur à gaz

Riz. 11.2. Circuit générateur d'impulsions haute tension avec doublement de tension

Le transformateur T1 du générateur d'impulsions (Fig. 11.1) est réalisé sur un noyau de ferrite ouvert M400NN-3 d'un diamètre de 8 et d'une longueur de 100 mm. L'enroulement primaire (basse tension) du transformateur contient 20 tours de fil MGSHV de 0,75 mm avec un pas d'enroulement de 5 ... 6 mm. L'enroulement secondaire contient 2400 tours d'un enroulement ordinaire d'un fil PEV-2 de 0,04 mm. L'enroulement primaire est enroulé sur le secondaire à travers un joint en polytétrafluoroéthylène (plastique fluoré) 2 × 0,05 mm. L'enroulement secondaire du transformateur doit être isolé de manière fiable du primaire.

Un mode de réalisation d'un générateur d'impulsions de tension de vue utilisant un transformateur résonant est illustré à la Fig. 11.2. Ce circuit générateur est isolé galvaniquement de l'alimentation secteur. La tension secteur est fournie au transformateur intermédiaire (élévateur) T1. La tension retirée de l'enroulement secondaire du transformateur secteur est transmise au redresseur, qui fonctionne selon le circuit de doublage de tension.

à la suite du fonctionnement d'un tel redresseur, une tension positive apparaît sur la plaque supérieure du condensateur C2 par rapport au fil neutre, égale à V2L / „, où est la tension sur l'enroulement secondaire du transformateur de puissance.

La tension correspondante de signe opposé se forme sur le condensateur C1. En conséquence, la tension aux bornes des plaques du condensateur sera égale à 2 V2L / „.

Le taux de charge des condensateurs C1 et C2 (C1 = C2) est déterminé par la valeur de la résistance R1.

Lorsque la tension sur les plaques du condensateur est égale à la tension de claquage de l'éclateur à gaz FV1, une panne de son écarteur de gaz se produira, le condensateur et, par conséquent, les condensateurs C1 et C2 seront déchargés et des oscillations amorties périodiques se produira dans l'enroulement secondaire du transformateur T2. Une fois les condensateurs déchargés et l'éclateur éteint, le processus de charge et de décharge ultérieure des condensateurs vers l'enroulement primaire du transformateur T2 sera à nouveau répété.

Le générateur de vue-tension utilisé pour obtenir des photographies dans une décharge gazeuse, ainsi que pour collecter des poussières ultrafines et radioactives (Fig. 11.3), se compose d'un doubleur de tension, d'un générateur d'impulsions de relaxation et d'un transformateur résonant élévateur.

Le doubleur de tension est réalisé sur les diodes VD1, VD2 et les condensateurs C1, C2. Le circuit de charge est formé par les condensateurs C1 - C3 et la résistance R1. Parallèlement aux condensateurs C1 - C3, un éclateur à gaz de 350 V est connecté à un enroulement primaire connecté en série du transformateur élévateur T1.

Dès que le niveau de la tension constante aux bornes des condensateurs C1 - C3 prédit la tension de claquage de l'éclateur, les condensateurs sont déchargés à travers l'enroulement du transformateur élévateur et, en conséquence, une impulsion de tension de vue est formée . Les éléments du circuit sont sélectionnés de telle sorte que la fréquence de mise en forme des impulsions soit d'environ 1 Hz. Le condensateur C4 est conçu pour protéger la borne de sortie de l'appareil de l'entrée de tension secteur.

La tension de sortie de l'appareil est entièrement déterminée par les propriétés du transformateur utilisé et peut atteindre 15 kV. Transformateur haute tension pour la sortie

Riz. 11.3. Circuit générateur d'impulsions haute tension utilisant un éclateur à gaz ou des dinistors

une tension de l'ordre de ^ 0 kV est réalisée sur un tube diélectrique d'un diamètre extérieur de 8 et d'une longueur de 150 mm, à l'intérieur se trouve une électrode en cuivre d'un diamètre de 1,5 mm. L'enroulement secondaire contient 3 ... 4 000 tours de fil PELSHO 0,12, enroulé tour à tour en 10 ... 13 couches (largeur d'enroulement 70 mm) et imprégné de colle EF-2 avec une isolation intercalaire en polytétrafluoroéthylène. L'enroulement primaire contient 20 tours de fil PEV 0,75, passés à travers une batiste en polychlorure de vinyle.

En tant que tel transformateur, vous pouvez également utiliser un transformateur de sortie à balayage de ligne modifié d'un téléviseur ; transformateurs pour briquets électroniques, lampes flash, bobines d'allumage, etc.

Le déchargeur de gaz R-350 peut être remplacé par une chaîne commutable de dinistors de type KN102 (Fig. 11.3, à droite), qui permettra de modifier progressivement la tension de sortie. Pour répartir uniformément la tension sur les dynistors, des résistances de même calibre avec une résistance de 300 ... 510 kOhm sont connectées en parallèle à chacun d'eux.

La Fig. 11.4.

Tension secteur, redressée par la diode VD1. La tension redressée est lissée par le condensateur C1 et envoyée au circuit de charge R1, C2. Dès que la tension aux bornes du condensateur C2 atteint la tension d'amorçage du thyratron VL1, elle

Riz. 11.4. Circuit générateur d'impulsions haute tension utilisant un thyratron

s'enflamme. Le condensateur C2 se décharge à travers l'enroulement primaire du transformateur T1, le thyratron s'éteint, le condensateur recommence à se charger, etc.

Une bobine d'allumage automobile est utilisée comme transformateur T1.

A la place du thyratron VL1 MTX-90, un ou plusieurs dinistors de type KN102 peuvent être allumés. L'amplitude de la tension de vue peut être régulée par le nombre de dinistors inclus.

La conception du convertisseur vue-tension utilisant un interrupteur à thyratron est décrite dans l'ouvrage. Notez que d'autres types de dispositifs remplis de gaz peuvent être utilisés pour décharger le condensateur.

L'utilisation de dispositifs de commutation à semi-conducteurs dans les générateurs modernes de tension de vue est plus prometteuse. Leurs avantages sont clairement exprimés : ce sont la répétabilité répétitive des paramètres, un coût et des dimensions réduits, une fiabilité élevée.

Ci-dessous, nous considérerons des générateurs d'impulsions de tension de vue utilisant des dispositifs de commutation à semi-conducteurs (dinistors, thyristors, transistors bipolaires et à effet de champ).

Les dinistors sont assez équivalents, mais analogiques à faible courant des éclateurs à gaz.

En figue. 11.5 montre le schéma électrique d'un générateur réalisé sur dynistors. En termes de structure, le générateur est tout à fait similaire à ceux décrits précédemment (Fig. 11.1, 11.4). La principale différence réside dans le remplacement de l'éclateur à gaz par une chaîne de dinistors connectés en série.

Riz. 11.5. Schéma d'un générateur d'impulsions haute tension sur dynistors

Riz. 11.6. Circuit générateur d'impulsions haute tension avec un pont redresseur

Il est à noter que le rendement d'un tel analogique et les courants commutés sont sensiblement inférieurs à celui du prototype, mais les dinistors sont plus accessibles et plus durables.

Une version quelque peu compliquée du générateur d'impulsions haute tension est illustrée à la Fig. 11.6. La tension secteur est fournie au pont redresseur sur les diodes VD1 - VD4. La tension redressée est lissée par le condensateur C1. Ce condensateur génère une tension constante d'environ 300 V, qui sert à alimenter le générateur de relaxation, composé des éléments R3, C2, VD5 et VD6. Sa charge est l'enroulement primaire du transformateur T1. Les impulsions d'une amplitude d'environ 5 kBv \ avec un taux de répétition allant jusqu'à 800 Hz sont supprimées de l'enroulement secondaire.

La chaîne de dinistors doit être conçue pour une tension d'allumage d'environ 200 V. Ici, vous pouvez utiliser des dinistors tels que KN102 ou D228. Il convient de garder à l'esprit que la tension de commutation des dinistors de type KN102A, D228A est de 20 V; KN102B, D228B - 28 V ; KN102V, D228V - 40V;

KN102G, D228G - 56 V ; KN102D, D228D - 80 V ; KN102E - 75 V ; KN102ZH, D228ZH - 120 V ; KN102I, D228I - 150B.

En tant que transformateur T1 dans les appareils ci-dessus, un transformateur de ligne modifié provenant d'un téléviseur noir et blanc peut être utilisé. Son enroulement haute tension est laissé, le reste est retiré et un enroulement basse tension (primaire) est enroulé à sa place - 15 ... 30 tours de fil PEV d'un diamètre de 0,5 ... 0,8 mm.

Lors du choix du nombre de spires de l'enroulement primaire, le nombre de spires de l'enroulement secondaire doit être pris en compte. Il convient également de garder à l'esprit que la valeur de la tension de sortie du générateur d'impulsions haute tension dépend dans une plus grande mesure de l'accord des circuits du transformateur à la résonance, plutôt que du rapport du nombre de tours d'enroulement.

Les caractéristiques de certains types de transformateurs de télévision à balayage ligne sont présentées dans le tableau 11.1.

Tableau 11.1. Paramètres des enroulements haute tension des transformateurs de télévision à balayage de ligne unifié

Type de transformateur	Nombre de tours	R enroulement, Ohm
TVS-A, TVS-B





TVS-110, TVS-110M




Type de transformateur	Nombre de tours	R enroulement, Oi





TVS-90LTs2, TVS-90LTs2-1





TVS-110PTs15
TVS-110PTs16, TVS-11RPC18

Riz. 11.7. Schéma électrique générateur d'impulsions haute tension

En figue. 11.7 montre un schéma d'un générateur d'impulsions haute tension à deux étages publié sur l'un des sites, dans lequel un thyristor est utilisé comme élément de commutation. À son tour, un dispositif à décharge gazeuse - une lampe au néon (chaîne HL1, HL2) - a été sélectionné comme élément de seuil qui détermine le taux de répétition des impulsions de tension de vue et déclenche le thyristor.

Lorsque la tension d'alimentation est appliquée, un générateur d'impulsions basé sur un transistor VT1 (2N2219A - KT630G) produit une tension d'environ 150 V. Cette tension est redressée par la diode VD1 et charge le condensateur C2.

Après que la tension sur le condensateur C2 prévisualise la tension d'allumage des lampes au néon HL1, HL2, le condensateur est déchargé vers l'électrode de commande du thyristor VS1 à travers la résistance de limitation de courant R2, le thyristor sera chauffé. Le courant de décharge du condensateur C2 va créer des oscillations électriques dans l'enroulement primaire du transformateur 12.

La tension de commutation du thyristor peut être ajustée en sélectionnant des lampes au néon avec différentes tensions d'allumage. Vous pouvez modifier progressivement la valeur de la tension d'activation du thyristor en commutant le nombre de lampes au néon connectées en série (ou les dinistors les remplaçant).

Riz. 11.8. Diagramme des processus électriques sur les électrodes des dispositifs à semi-conducteurs (à Fig.11.7)

Le diagramme de tension à la base du transistor VT1 et à l'anode du thyristor est illustré à la Fig. 11.8. Comme il ressort des schémas présentés, les impulsions du générateur de blocage ont une durée d'environ 8 ms. La charge du condensateur C2 s'effectue par paliers exponentiellement en fonction de l'action des impulsions prélevées sur l'enroulement secondaire du transformateur T1.

A la sortie du générateur, des impulsions d'une tension d'environ 4,5 kV sont formées. Un transformateur de sortie pour amplificateurs basse fréquence est utilisé comme transformateur T1. En tant que transformateur haute tension T2, un transformateur d'un flash photographique ou un transformateur de télévision retravaillé (voir ci-dessus) d'un balayage de ligne a été utilisé.

Un schéma d'une autre version du générateur utilisant une lampe au néon comme élément de seuil est illustré à la Fig. 11.9.

Riz. 11.9. Circuit électrique d'un générateur avec un élément de seuil sur une lampe au néon

Le générateur de relaxation qu'il contient est réalisé sur les éléments R1, VD1, C1, HL1, VS1. Il fonctionne avec des demi-cycles positifs de la tension secteur, lorsque le condensateur 01 est chargé à la tension d'activation de l'élément de seuil sur la lampe au néon HL1 et le thyristor VS1. La diode VD2 amortit les impulsions d'auto-induction de l'enroulement primaire du transformateur élévateur T1 et vous permet de régler la tension de sortie du générateur. La tension de sortie atteint 9 kV. La lampe néon est également un dispositif de signalisation lorsque l'appareil est connecté au réseau.

Le transformateur de vue-tension est enroulé sur un morceau de tige d'un diamètre de 8 et d'une longueur de 60 mm en ferrite M400NN. Tout d'abord, l'enroulement primaire est placé - 30 tours de fil PELSHO 0,38, puis le secondaire - 5 500 tours de PELSHO 0,05 ou plus de diamètre. Entre les enroulements et tous les 800 ... 1000 tours de l'enroulement secondaire, une couche d'isolant en ruban isolant en polychlorure de vinyle est posée.

Dans le générateur, il est possible d'introduire un réglage discret à plusieurs étages de la tension de sortie en commutant des lampes au néon ou des dinistors dans un circuit en série (Fig. 11.10). Dans la première version, deux étapes de régulation sont fournies, dans la seconde - jusqu'à dix ou plus (lors de l'utilisation de dinistors KN102A avec une tension d'allumage de 20 V).

Riz. 11.10. Schéma électrique de l'élément de seuil

Riz. 11.11. Circuit électrique d'un générateur haute tension avec un élément de seuil sur une diode

Un simple générateur haute tension (Fig. 11.11) permet d'obtenir en sortie des impulsions d'une amplitude allant jusqu'à 10.

La commutation de l'élément de commande de l'appareil se produit à une fréquence de 50 Hz (sur une alternance de la tension secteur). La diode VD1 (D219A (Sh220, D223)), fonctionnant en polarisation inverse en mode de claquage par avalanche, a été utilisée comme élément de seuil.

Lorsque la tension de claquage par avalanche au niveau de la jonction semi-conductrice de la diode est dépassée, la diode passe à l'état conducteur. La tension du condensateur chargé C2 est fournie à l'électrode de commande du thyristor VS1. Après avoir allumé le thyristor, le condensateur C2 est déchargé vers l'enroulement du transformateur T1.

Le transformateur T1 n'a pas de noyau. Il est réalisé sur une bobine d'un diamètre de 8 mm en polyméthacrylate de méthyle ou en polytétrachloroéthylène et contient trois sections espacées, chacune de 9 mm de large. L'enroulement élévateur contient 3 × 1000 tours enroulés avec du fil PET, PEV-2 0,12 mm. Après le bobinage, le bobinage doit être saturé de paraffine. Au-dessus de la paraffine, 2 à 3 couches d'isolant sont appliquées, après quoi l'enroulement primaire est enroulé - 3 × 10 tours de fil PEV-2 de 0,45 mm.

Le thyristor VS1 peut être remplacé par un autre pour une tension supérieure à 150 V. La diode à avalanche peut être remplacée par une chaîne de dinistors (Fig. 11.10, 11.11 ci-dessous).

Le circuit d'une source d'impulsions haute tension portable de faible puissance avec alimentation autonome à partir d'une cellule galvanique (Fig. 11.12) se compose de deux générateurs. Le premier est construit sur deux transistors de faible puissance, le second - sur un thyristor et un dinistor.

Riz. 11.12. Circuit générateur de tension avec alimentation basse tension et élément clé thyristor-dinistor

Une cascade à base de transistors de conductivité différente convertit une tension continue basse tension en une impulsion haute tension. La chaîne de distribution dans ce générateur est C1 et R1. A la mise sous tension, le transistor VT1 s'ouvre et la chute de tension sur son collecteur ouvre le transistor VT2. Le condensateur C1, se chargeant à travers la résistance R1, réduit tellement le courant de base du transistor VT2 que le transistor VT1 sort de la saturation, ce qui conduit à la fermeture et à VT2. Les transistors seront fermés jusqu'à ce que le condensateur C1 soit déchargé à travers l'enroulement primaire du transformateur T1.

La tension d'impulsion augmentée prélevée sur l'enroulement secondaire du transformateur T1 est redressée par la diode VD1 et envoyée au condensateur C2 du deuxième générateur avec le thyristor VS1 et le dinistor VD2. Dans chaque demi-cycle positif, le condensateur de stockage C2 est chargé à une valeur d'amplitude de la tension égale à la tension de commutation du dinistor VD2, c'est-à-dire jusqu'à 56 V (tension nominale de déverrouillage par impulsion pour dinistor type KN102G).

Le passage du dynistor à l'état ouvert affecte le circuit de commande du thyristor VS1, qui à son tour s'ouvre également. Le condensateur C2 est déchargé à travers le thyristor et l'enroulement primaire du transformateur T2, après quoi le dinistor et le thyristor sont à nouveau fermés et la charge suivante du condensateur commence - le cycle de commutation est répété.

Des impulsions d'une amplitude de plusieurs kilovolts sont retirées de l'enroulement secondaire du transformateur T2. La fréquence de décharge d'étincelles est d'environ 20 Hz, mais elle est bien inférieure à la fréquence des impulsions prélevées sur l'enroulement secondaire du transformateur T1. Cela se produit parce que le condensateur C2 est chargé à la tension de commutation du dinistor non pas en une, mais en plusieurs demi-périodes positives. La valeur de la capacité de ce condensateur détermine la puissance et la durée des impulsions de décharge de sortie. La valeur moyenne du courant de décharge, qui est sans danger pour le dynistor et l'électrode de commande du SCR, est choisie en fonction de la capacité de ce condensateur et de l'amplitude de la tension d'impulsion alimentant l'étage. Pour cela, la capacité du condensateur C2 doit être d'environ 1 µF.

Le transformateur T1 est réalisé sur un noyau magnétique annulaire en ferrite de type K10x6x5. Il a 540 tours de fil PEV-2 0,1 avec une prise de terre après le 20e tour. Le début de son enroulement est connecté au transistor VT2, la fin à la diode VD1. Le transformateur T2 est enroulé sur une bobine avec un noyau en ferrite ou en permalloy d'un diamètre de 10 mm et d'une longueur de 30 mm. Une bobine d'un diamètre extérieur de 30 mm et d'une largeur de 10 mm est enroulée avec un fil PEV-2 de 0,1 mm jusqu'à ce que le cadre soit complètement rempli. Avant la fin du bobinage, une prise de terre est effectuée et la dernière rangée de fils de 30 ... 40 tours est enroulée tour à tour sur la couche isolante de tissu verni.

En cours de bobinage, le transformateur T2 doit être imprégné de vernis isolant ou de colle BF-2, puis soigneusement séché.

Au lieu de VT1 et VT2, vous pouvez utiliser n'importe quel transistor de faible puissance pouvant fonctionner en mode pulsé. Le thyristor KU101E peut être remplacé par le KU101G. Source de courant - cellules galvaniques avec une tension ne dépassant pas 1,5 V, par exemple 312, 314, 316, 326, 336, 343, 373, ou des piles à disque nickel-cad-miev telles que D-0.26D, D-0.55S, etc.

Un générateur à thyristors d'impulsions de tension de vue avec alimentation secteur est illustré à la Fig. 11.13.

Riz. 11.13. Circuit électrique d'un générateur d'impulsions haute tension avec un stockage d'énergie capacitif et un interrupteur à thyristor

Pendant l'alternance positive de la tension secteur, le condensateur C1 est chargé à travers la résistance R1, la diode VD1 et l'enroulement primaire du transformateur T1. Dans ce cas, le thyristor VS1 est fermé, car il n'y a pas de courant à travers son électrode de commande (la chute de tension aux bornes de la diode VD2 dans le sens direct est faible par rapport à la tension nécessaire pour ouvrir le thyristor).

Avec une alternance négative, les diodes VD1 et VD2 sont fermées. Une chute de tension se produit à la cathode du thyristor par rapport à l'électrode de commande (moins - à la cathode, plus - à l'électrode de commande), un courant apparaît dans le circuit de l'électrode de commande et le thyristor s'ouvre. A ce moment, le condensateur C1 se décharge à travers l'enroulement primaire du transformateur. Dans l'enroulement secondaire, une impulsion de tension pulsée apparaît. Et ainsi - chaque période de la tension secteur.

À la sortie de l'appareil, des impulsions bipolaires de la tension de vue sont formées (car des oscillations amorties apparaissent dans le circuit d'enroulement primaire lors de la décharge du condensateur).

La résistance R1 peut être composée de trois résistances MLT-2 connectées en parallèle avec une résistance de 3 kOhm.

Les diodes VD1 et VD2 doivent être dimensionnées pour un courant d'au moins 300 mA et une tension inverse d'au moins 400 V (VD1) et 100 B (VD2). Condensateur C1 de type MBM pour une tension d'au moins 400 B. Sa capacité - une fraction d'unité de µF - est choisie expérimentalement. Thyristor VS1 de type KU201K, KU201L, KU202K - KU202N. Transformateur T1 - Bobine d'allumage B2B (6 B) d'une moto ou d'une voiture.

L'appareil peut utiliser un transformateur de balayage de ligne de télévision TVS-110L6, TVS-110LA, TVS-110AM.

La Fig. 11.14.

Riz. 11.14. Circuit d'un générateur d'impulsions haute tension à thyristor avec un stockage d'énergie capacitif

Le générateur contient un condensateur de trempe C1, un pont redresseur à diodes VD1 - VD4, un interrupteur à thyristor VS1 et un circuit de commande. Lorsque l'appareil est allumé, les condensateurs C2 et C3 sont chargés, le thyristor VS1 est toujours fermé et ne conduit pas de courant. La tension de limitation sur le condensateur C2 est limitée par la diode Zener VD5 à une valeur de 9 B. Pendant la charge du condensateur C2 à travers la résistance R2, la tension sur le potentiomètre R3 et, par conséquent, sur la transition de commande du thyristor VS1 augmente jusqu'à une certaine valeur, après quoi le thyristor passe dans un état conducteur, et le condensateur C3 via le thyristor VS1 est déchargé à travers l'enroulement primaire (basse tension) du transformateur T1, générant une impulsion de tension de vue. Après cela, le thyristor se ferme et le processus recommence. Le potentiomètre R3 règle le seuil du thyristor VS1.

Le taux de répétition des impulsions est de 100 Hz. Une bobine d'allumage automobile peut être utilisée comme transformateur de tension de vue. Dans ce cas, la tension de sortie de l'appareil atteindra 30 ... 35 kV. Un générateur d'impulsions haute tension à thyristor (Fig. 11.15) est commandé par des impulsions de tension prélevées sur un générateur de relaxation, réalisé sur un dinistor VD1. La fréquence de fonctionnement du générateur d'impulsions de commande (15 ... 25 Hz) est déterminée par la valeur de la résistance R2 et la capacité du condensateur C1.

Riz. 11.15. Circuit électrique d'un générateur d'impulsions haute tension à thyristor avec commande d'impulsions

Le générateur de relaxation est connecté à un interrupteur à thyristor par l'intermédiaire d'un transformateur d'impulsions T1 de type MIT-4. Un transformateur de vue-fréquence de l'appareil de darsonvalisation Iskra-2 est utilisé comme transformateur de sortie T2. La tension à la sortie de l'appareil peut aller jusqu'à 20 ... 25 kV.

En figue. 11.16 montre une variante de fourniture d'impulsions de commande au thyristor VS1.

Le convertisseur de tension (Fig. 11.17), développé en Bulgarie, contient deux étages. Dans le premier d'entre eux, la charge de l'élément clé réalisé sur le transistor VT1 est l'enroulement du transformateur T1. Des impulsions de commande de forme rectangulaire allument/éteignent périodiquement la clé du transistor VT1, connectant/déconnectant ainsi l'enroulement primaire du transformateur.

Riz. 11.16. Option de commande de commutateur de thyristor

Riz. 11.17. Circuit électrique d'un générateur d'impulsions haute tension à deux étages

Une tension accrue est induite dans l'enroulement secondaire, proportionnelle au rapport de transformation. Cette tension est redressée par la diode VD1 et charge le condensateur C2, qui est connecté à l'enroulement primaire (basse tension) du transformateur de vue T2 et du thyristor VS1. Le thyristor est commandé par des impulsions de tension prélevées sur l'enroulement supplémentaire du transformateur T1 à travers une chaîne d'éléments qui corrigent la forme des impulsions.

En conséquence, le thyristor s'allume / s'éteint périodiquement. Le condensateur C2 est déchargé vers l'enroulement primaire du transformateur de vue-tension.

Générateur d'impulsions de tension de vue, Fig. 11.18, contient un générateur basé sur un transistor à simple jonction comme élément de commande.

La tension secteur est redressée par un pont de diodes VD1 - VD4. L'ondulation de tension rectifiée lisse

Riz. 11.18. Circuit d'un générateur d'impulsions haute tension avec un élément de commande sur un transistor unijonction

condensateur C1, le courant de charge du condensateur au moment de la mise sous tension de l'appareil sur le réseau est limité par la résistance R1. Le condensateur C3 est chargé à travers la résistance R4. Dans le même temps, un générateur d'impulsions sur un transistor à simple jonction VT1 entre en fonction. Son condensateur de "libération" C2 est chargé à travers les résistances R3 et R6 d'un stabilisateur paramétrique (résistance ballast R2 et diodes zener VD5, VD6). Dès que la tension aux bornes du condensateur 02 atteint une certaine valeur, le transistor VT1 commute, et une impulsion d'ouverture est envoyée à la transition de commande du thyristor VS1.

Le condensateur 03 est déchargé à travers le thyristor VS1 vers l'enroulement primaire du transformateur T1. Sur son enroulement secondaire, une impulsion de tension de souffle est formée. Le taux de répétition de ces impulsions est déterminé par la fréquence du générateur, qui, à son tour, dépend des paramètres de la chaîne R3, R6 et 02. La résistance d'accord R6 peut modifier la tension de sortie du générateur d'environ 1,5 fois. Dans ce cas, la fréquence d'impulsion est régulée dans la plage de 250 ... 1000 Hz. De plus, la tension de sortie change lorsque la résistance R4 est sélectionnée (dans la plage de 5 à 30 kOhm.

Il est conseillé d'utiliser des condensateurs avec du papier (01 et 03 - pour une tension nominale d'au moins 400 V) ; le pont de diodes doit être conçu pour la même tension. A la place de celui indiqué sur le schéma, vous pouvez utiliser un thyristor T10-50 ou, dans les cas extrêmes, KU202N. Les diodes Zener VD5, VD6 doivent fournir une tension totale de stabilisation d'environ 18 V.

Le transformateur est fabriqué à base de TVS-110P2 à partir de téléviseurs noir et blanc. Tous les enroulements primaires sont retirés et 70 tours de fil PEL ou PEV d'un diamètre de 0,5 ... 0,8 mm sont enroulés sur l'emplacement vacant.

Circuit électrique du générateur d'impulsions de tension d'impulsion, Fig. 11.19, se compose d'un multiplicateur de tension diode-condensateur (diodes VD1, VD2, condensateurs C1 - C4). Sa sortie produit une tension constante d'environ 600 V.

Riz. 11.19. Circuit d'un générateur d'impulsions haute tension avec un doubleur de tension secteur et un générateur d'impulsions de déclenchement sur un transistor unijonction

Un transistor à simple jonction VT1 de type KT117A a été utilisé comme élément de seuil du dispositif. La tension à l'une de ses bases est stabilisée par un stabilisateur paramétrique à base d'une diode Zener VD3 de type KS515A (la tension de stabilisation est de 15 B). Grâce à la résistance R4, le condensateur C5 est chargé, et lorsque la tension à l'électrode de commande du transistor VT1 dépasse la tension à sa base, VT1 passe à un état conducteur et le condensateur C5 est déchargé vers l'électrode de commande du thyristor VS1.

Lorsque le thyristor est activé, la chaîne de condensateurs C1 - C4, chargée à une tension d'environ 600 ... 620 B, est déchargée vers l'enroulement basse tension du transformateur élévateur T1. Après cela, le thyristor s'éteint, les processus de charge-décharge sont répétés avec une fréquence déterminée par la constante R4C5. La résistance R2 limite le courant de court-circuit lorsque le thyristor est allumé et est en même temps un élément du circuit de charge des condensateurs C1 - C4.

Le circuit convertisseur (Fig. 11.20) et sa version simplifiée (Fig. 11.21) est subdivisé en les unités suivantes : filtre de suppression du réseau (filtre de bruit) ; régulateur électronique; transformateur haute tension.

Riz. 11.20. Schéma de câblage d'un générateur haute tension avec filtre de ligne

Riz. 11.21. Schéma de câblage d'un générateur haute tension avec filtre de ligne

Le schéma de la Fig. 11.20 fonctionne comme suit. Le condensateur SZ est chargé à travers le redresseur à diodes VD1 et la résistance R2 à la valeur crête de la tension secteur (310 B). Cette tension traverse l'enroulement primaire du transformateur T1 jusqu'à l'anode du thyristor VS1. Sur l'autre branche (R1, VD2 et C2), le condensateur C2 se charge lentement. Lorsqu'en cours de charge, la tension de claquage du dinistor VD4 est atteinte (dans les 25 ... 35 B), le condensateur C2 se décharge à travers l'électrode de commande du thyristor VS1 et l'ouvre.

Le condensateur SZ est presque instantanément déchargé à travers le thyristor ouvert VS1 et l'enroulement primaire du transformateur

T1. Le courant variable pulsé induit une tension de vue dans l'enroulement secondaire T1 dont la valeur peut dépasser 10 kV. Après la décharge du condensateur SZ, le thyristor VS1 se ferme et le processus se répète.

Un transformateur de télévision est utilisé comme transformateur de tension de vue, dont l'enroulement primaire est retiré. Pour le nouveau bobinage primaire, un fil de bobinage d'un diamètre de 0,8 mm est utilisé. Le nombre de tours est de 25.

Pour la fabrication des bobines d'inductance du filtre barrière L1, L2, les noyaux de ferrite les mieux adaptés, par exemple 600NN d'un diamètre de 8 mm et d'une longueur de 20 mm, avec environ 20 spires d'un fil de bobinage d'un diamètre de 0,6 ... 0,8 mm.

Riz. 11.22. Schéma électrique d'un générateur haute tension à deux étages avec un élément de commande à transistor à effet de champ

Un générateur de tension à deux étages (par Andres Estaban de la Plaza) contient un générateur d'impulsions de transformateur, un redresseur, un circuit RC de synchronisation, un élément clé de thyristor (triac), un transformateur résonant haute tension et un circuit de commande de thyristor (Fig. .11.22).

Un analogue du transistor TIP41 - KT819A.

Un convertisseur de tension transformateur basse tension à contre-réaction, monté sur les transistors VT1 et VT2, génère des impulsions avec une fréquence de répétition de 850 Hz. Les transistors VT1 et VT2 sont installés sur des dissipateurs thermiques en cuivre ou en aluminium pour faciliter le fonctionnement lorsque des courants élevés circulent.

La tension de sortie prélevée sur l'enroulement secondaire du transformateur T1 du convertisseur basse tension est redressée par le pont de diodes VD1 - VD4 et à travers la résistance R5 charge les condensateurs C3 et C4.

Le seuil du thyristor est contrôlé par un régulateur de tension, qui comprend un transistor à effet de champ VT3.

De plus, le fonctionnement du convertisseur ne diffère pas de manière significative des processus décrits précédemment: il y a une charge / décharge périodique des condensateurs vers l'enroulement basse tension du transformateur, des oscillations électriques amorties sont générées. La tension de sortie du convertisseur, lorsqu'il est utilisé à la sortie comme transformateur élévateur de la bobine d'allumage d'une voiture, atteint 40 ... 60 kV à une fréquence de résonance d'environ 5 kHz.

Le transformateur T1 (transformateur de sortie à balayage de ligne), contient 2 × 50 tours de fil d'un diamètre de 1,0 mm, enroulé de manière bifilaire. L'enroulement secondaire contient 1000 tours d'un diamètre de 0,20 ... 0,32 mm.

Notez que les transistors bipolaires et à effet de champ modernes peuvent être utilisés comme éléments clés contrôlables.