четверг, января 02, 2014

А вот и высокое напряжение...

После некоторого перерыва продолжим в том же духе. Но теперь внесём два важных изменения: намотаем трансформатор со вторичной обмоткой со средней точкой и коэффициентом трансформации для каждой полуобмотки  один к десяти. То есть, первичная обмотка содержит 15 витков провода ЛЭПКО, а вторичная состоит из двух полуобмоток по 150 витков в каждой провода ПЭТВ диаметром 0,45 мм. Второе – на выход поставим схему умножения, состоящую из двух конденсаторов типа КВИ-3 470 пФ, 16 кВ и четырёх диодов типа CL03-15, включённых мостом. Вся схема умножения залита эпоксидной смолой с мелким кварцевым песком для улучшения охлаждения диодов.
Вот эта схема, перерисованная несколько иначе, но нумерация элементов продолжена.
На схеме L4 – дроссель индуктивностью 50 мкГн, намотанный литцендратом, R4 – нагрузочное сопротивление, состоящее из набора резисторов ПЭВ -10 суммарным сопротивлением 80 килоом.

Посмотрим на осциллограммы. Как обычно, смотрим напряжение на затворе нижнего транзистора – управляющее напряжение, напряжение на стоке нижнего транзистора, обозначенное на схеме буквами OUT и выходное напряжение на нагрузке – резисторе R4. 


Как видим, результат просто поразительный. При выходной ёмкости умножителя на уровне паразитной, даже без кабеля, напряжение достигает в амплитуде четырёх с половиной киловольт! И это на нагрузке 80 килоом! Следовательно, мощность на нагрузке примерно равна сто шестьдесят ватт – из среднеквадратичного значения. Но нас интересует именно амплитудное значение. Именно оно и будет пробивать газоразрядный промежуток. Набор резисторов может рассеять только 80 ватт, поэтому включения были кратковременными. 
Вообще-то нас интересует напряжение на холостом ходу, поэтому увеличим сопротивление нагрузки в несколько раз и посмотрим, что получится. Мне кажется, амплитуда должна достигнуть пяти-шести киловольт. Это будет просто здорово. 
Посмотрим, а как же переключаются транзисторы? Вот осциллограмма нарастания напряжения на стоке нижнего транзистора: 


Видим, что время нарастания не превышает двухсот наносекунд. И никаких ступенек, звона и прочей ерунды.
А вот это – спад напряжения на стоке нижнего транзистора:


То же самое – очень чистая осциллограмма и на всё уходит не более двухсот наносекунд. Просто идеально. 
Видим, что частота немного плывёт – от шестидесяти восьми до шестидесяти девяти килогерц. Но это такие мелочи, что не будем обращать внимание. Главное – никакого резонанса, всё чисто и красиво. А почти пять киловольт спокойно получаем. 
На следующем этапе увеличиваем сопротивление нагрузки примерно до мегома и надеемся получить амплитуду порядка шести киловольт. Если будет запускаться неустойчиво, поставим резистор в несколько килоом параллельно первичной обмотке высоковольтного трансформатора. Преобразователь подгрузится немного и должен будет запускаться надёжнее. Кроме того, прикрепив к резистору термостат с температурой отключения градусов 80 мы получим защиту от долговременной работы преобразователя на холостом ходу. Резистор будет нагреваться за несколько секунд и схема обесточиваться. Нужно только подобрать подходящую величину сопротивления. 
Но этим займёмся послезавтра. Новый год у нас или нет?





Комментариев нет: