Варианты блока питания “Люстры Чижевского”
В. Утин
Радио, 10, 1997
В февральском номере журнала редакция обратилась к читателям с просьбой присылать свои варианты схемотехнических решений блока питания “Люстры Чижевского”.
На эту просьбу одним из первых откликнулся автор публикуемой статьи, предложивший несколько вариантов таких блоков. И среди них – блок питания с использованием промышленного телевизионного умножителя напряжения.
Кстати, такой же вариант использовал в своей конструкции А. Михайловский из Санкт-Петербурга – об этом он сообщил редакции.
Известно, что постоянное напряжение отрицательной полярности на “люстре” должно быть не менее 25 кВ, практически же в домашних условиях на “люстру” желательно подводить напряжение около 30 кВ. Исходя из этих цифр были разработаны предлагаемые блоки питания.
Puc.1
Схема первого варианта блока питания приведена на рис. 1. Сетевое напряжение, поступающее через вилку ХР1 и выключатель SA1, подается на мостовой выпрямитель, выполненный на диодах VD1-VD4. Выпрямленное напряжение фильтруется конденсатором С1.
В итоге на этом конденсаторе присутствует постоянное напряжение около 300 В, которое используется для питания релаксационного генератора, составленного из элементов R3, С2, VS1, VS2. Нагрузка генератора – обмотка I трансформатора Т1.
С его обмотки II импульсы амплитудой примерно 5 кВ и частотой следования 800 Гц поступают на умножитель напряжения, собранный на диодах VD5-VD10 и конденсаторах СЗ-С8.
Таблица 1
Трансформатор | Число витков | Провод | Сопротивление, Ом |
ТВС-А, ТВС-Б | 720 | ПЭЛШО 0,1 | 152 |
TBC-110JBC-110M | 940 | ПЭЛШОО.1 | 240 |
ТВС-110А | 1000 | ПЭВ-2 0,1 | 250 |
ТВС-110Л1 | 1300 | ПЭВ-2 0,09 | 430 |
ТВС-110Л2 | 900 | ПЭВ-2 0,08 | 310 |
ТВС-110ЛЗ | 940 | ПЭЛШО 0,1 | 240 |
ТВС-110ЛА | 1200 | ПЭВ-2 0,1 | 380 |
ТВС-110АМ | 900 | ПЭВ-2 0,08 | 280 |
ТВС-110Л4 | 1290 | ПЭМ-2 0,1 | 410 |
Получившееся на выходе умножителя постоянное напряжение около 30 кВ подается через токоограничительный резистор R4 на “люстру”.
Неоновая лампа HL1 – индикатор включения блока питания. Резистор R1 ограничивает броски тока, неизбежные при зарядке конденсатора С1. Предохранители FU1 и FU2 срабатывают при выходе из строя элементов выпрямителя либо высоковольтного умножителя напряжения.
Трансформатор Т1 – переделанный строчный трансформатор от черно-белого телевизора. Его высоковольтную обмотку II оставляют, остальные удаляют и вместо них наматывают обмотку I – 24 витка провода ПЭВ диаметром 0,5…0,8 мм.
Для такого варианта подойдет практически любой строчный трансформатор, поскольку данные их вторичных обмоток различаются незначительно (для некоторых из них они приведены в табл. 1). К тому же выходное напряжение блока при необходимости можно увеличить добавлением еще одного каскада умножения.
Нижний по схеме вывод обмотки II – это ее начало, вывод расположен ближе к магнитопроводу.
Динисторы VS1, VS2 – серии КН102 либо устаревшие Д228. Исходя из сведений, приведенных в табл. 2, включают последовательно столько динисторов, сколько может обеспечить суммарное напряжение включения около 200 В.
Конденсаторы СЗ-С8 – ПСО, КОБ или другие емкостью не менее 100 пФ на номинальное напряжение не ниже 10 кВ; С1, С2 – на напряжение не ниже 400 В.
Вместо указанных на схеме диоды VD1-VD4 могут быть Д237Б, Д237В, КД105Б, КД105В.
При монтаже высоковольтной части блока желательно предусмотреть запивку умножителя компаундом с высоким удельным сопротивлением, например, парафином. В этом отношении перспективным представляется вариант использования готового умножителя
Таблица 2
Тип динистора | Напряжеиие включении, В |
КН102А Д228А | 20 |
КН102Б Д228Б | 28 |
КН102В Д228В | 40 |
КН102Г Д228Г | 56 |
КН102Д Д228Д | 80 |
КН102Е | 75 |
КН102Ж Д228Ж | 120 |
КН102И Д228И | 150 |
УН 8,5/25-1,2, используемого в цветных телевизорах. Правда, в телевизоре он предназначен для получения плюсового напряжения, поступающего на анод кинескопа, нам же нужно минусовое напряжение для питания “люстры”.
Puc.2
Чтобы “перевернуть” умножитель, достаточно сделать в нем еще один вывод – Д (рис. 2) аккуратным высверливанием и спиливанием компаунда для обеспечения доступа к нужной точке внутреннего монтажа умножителя.
Для этого умножитель располагают так, чтобы перед вами было неперевернутое обозначение типа и выводов (прорезь для крепления умножителя на плате окажется при этом справа), тогда расположение элементов в компаунде будет соответствовать расположению их на приведенной принципиальной схеме.
Два горизонтальных выступа по краям умножителя являются местами расположения конденсаторов, а интересующая нас точка Д находится у левого края верхнего выступа.
Если использовать только доработанный умножитель, напряжение на выходе его не превысит 25 кВ. Поэтому к умножителю придется добавить еще один каскад на диоде VD7 и конденсаторе С5.
Номиналы конденсаторов СЗ и С4 (типов К15-У1, К15-4, К15-13, К73-13) соответствуют тем, что стоят в умножителе.
Puc.3
Схема еще одного варианта блока питания приведена на рис. 3. Релаксационный генератор в нем выполнен на элементах R1, VD1, С1, HL1, VS1. Он работает при положительных полупериодах сетевого напряжения, когда конденсатор С1 заряжается до напряжения включения аналога динистора на неоновой лампе HL1 и тринисторе VS1.
Диод VD2 демпфирует импульсы самоиндукции первичной обмотки повышающего трансформатора Т1 и позволяет повысить выходное напряжение блока питания. При показанных на схеме трех каскадах умножения выходное напряжение достигает 26 кВ.
Неоновая лампа – не только элемент аналога динистора, но и сигнализатор включения блока в сеть.
Высоковольтный трансформатор -самодельный, его наматывают на отрезке стержня диаметром 8 и длиной 60 мм из феррита М400НН.
Вначале наматывают первичную обмотку – 30 витков провода ПЭЛШО 0,38, а затем вторичную – 5500 витков ПЭЛШО 0,05 или большего диаметра. Между обмотками и через каждые 800…
1000 витков вторичной обмотки прокладывают слой изоляции из обычной поливинилхлоридной изоляционной ленты.
В любом из описанных блоков возможно введение дискретной (а при желании – и плавной) многоступенчатой регулировки выходного напряжения коммутацией включенных в последовательной цепи аналогов динисторов (рис. 3,б) либо динисторов (рис. 3,в). В первом варианте обеспечиваются две ступени регулирования, во втором – до десяти (при использовании динисторов КН102А с напряжением включения 20В).
В качестве высоковольтного провода, соединяющего блок питания с “люстрой”, автор использовал телевизионный антенный кабель РК диаметром 8 мм со снятыми наружной изоляцией и экранирующей оплеткой.
Источник: https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=40212
Усовершенствованный блок питания для “люстры Чижевского”
При всей своей простоте и надежности блок питания, описанный в статье А. Просянова “Блок питания и киловольтметр для “люстры Чижевского” (“Радио”, 2008, № 1, с. 27, 28), не лишен некоторых недостатков — это громоздкий высоковольтный выпрямитель и применение редкого уже трансформатора ТВС-110Л6.
Немного изменив схему и конструкцию, параметры блока питания можно улучшить, а его изготовление упростить. Работа усовершенствованного блока питания (рис. 1) не отличается от описанного, но из цепи разрядки накопительного конденсатора исключен диод (VD2 — на рис. 1 в указанной выше статье), что позволило увеличить амплитуду разрядного тока.
Введение диода VD3, установленного параллельно тринистору VS1, позволило реализовать колебательный режим разрядки накопительного конденсатора С1, при котором на вход высоковольтного выпрямителя поступает не один, как ранее, а несколько импульсов.
Это уменьшило емкость этого конденсатора и стало возможным отказаться от токоограничивающего резистора, в результате чего повысился КПД всего устройства. Индикаторная газоразрядная неоновая лампа HL1 перенесена в высоковольтную цепь. Ее свечение стало более информативным, оно свидетельствует о наличии высокого напряжения, поступающего на “люстру”.
В качестве повышающего применен трансформатор строчной развертки ТВС-110ПЦ15 от цветного телевизора. Резисторы МЛТ, конденсатор С1 — К78-2 на напряжение 1000 В, так как он работает на переменном напряжении без постоянной составляющей, С2 — ПОВ.
В качестве высоковольтного выпрямителя применен умножитель напряжения УНЭ/27-1,3, включенный “наоборот” — высоковольтным выводом (+) к трансформатору Т1, а вывод +F является выходом выпрямителя. Умножитель напряжения А1 требует доработки — она сводится к установке дополнительного вывода для подключения конденсатора С2.
Для этого на плоской стороне умножителя (рис. 2) остро заточенным жалом паяльника мощностью 40…65 Вт выбирается углубление.
Сначала в пластиковом корпусе вырезают окно размерами 10×15 мм, а затем легким нажатием горячего паяльника с небольшим покачиванием удаляют компаунд, которым залиты детали умножителя.
Он удаляется легко, в виде стружек, но при этом выделяется едкий дым, поэтому эту работу необходимо делать с вытяжной вентиляцией или на открытом воздухе. На глубине 3…5 мм расположен вывод анода диода.
Можно вырезать углубление в компаунде и фрезой, но при этом существует риск повреждения вывода. К этому выводу припаивают конденсатор С2, а место пайки и углубление заливают термоклеем, им же (толщиной около 5 мм) покрывают и неиспользуемые выводы умножителя, а также приклеивают конденсатор С2 к корпусу умножителя напряжения (рис. 3).
Налаживание блока питания (при необходимости) заключается в подборке емкости конденсатора С1 до получения требуемого выходного напряжения. Делать это желательно с подключенной нагрузкой, т. е. с “люстрой Чижевского” — излучателем аэроионов.
Напряжение желательно контролировать киловольтметром, при этом должны отсутствовать запах озона и высоковольтные разряды, воспринимаемые на слух, как щелчки. Выходное напряжение снижают уменьшением емкости конденсатора С1. Проще всего это сделать, включив последовательно с установленным конденсатором дополнительный емкостью 0,22.
1 мкФ на напряжение не менее 400 В. Для повышения выходного напряжения параллельно конденсатору С1 можно подключать дополнительные конденсаторы емкостью 0,01…0,1 мкФ на номинальное напряжение не менее 1000 В.
Все детали устройства крепят на пластине из стеклотекстолита размерами 100×100 и толщиной 2мм, соединения делают отрезками изолированного провода. Пластину устанавливают в пластмассовый корпус подходящих размеров.
Источник: http://nauchebe.net/2012/09/usovershenstvovannyj-blok-pitaniya-dlya-lyustry-chizhevskogo/
Блок питания “Люстры Чижевского”
Блок питания предназначен для использования аэроионизаторе Чижевского, способность которого «оздоровлять» воздух отрицательными аэроионами доказана применением на протяжении многих лет. Предлагаемый блок питания имеет ряд преимуществ перед другими устройствами, выполненными на биполярных транзисторах, тиристорах, динисторах и симисторах:
• простота схемной реализации.
• отсутствие сложных намоточных узлов (применен унифицированный строчный трансформатор от лампового черно белого телевизора);
• высокая повторяемость, отсутствие регулировочных элементов;
• отсутствие одновременного открывания ключевых транзисторов с протеканием через них “сквозного тока”.
Блок питания имеет следующие технические характеристики;
• выходное напряжение при напряжении питания 220 В и выходном токе 50 мкА — 25 кВ,
• максимальная потребляемая мощность — 15 Вт.
Принципиальная схема блока питания приведена на рисунке.
Она включает в себя сетевой выпрямитель VD1; генератор импульсов на микросхеме DA1 (IR2153); выходной каскад на транзисторах VT1, VT2 (IRF840); умножитель напряжения на элементах С7—С18, VD3—VD14. Сетевой выпрямитель выполнен по мостовой схеме.
Конденсатор С1 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения, резистор R1 служит для ограничения импульса тока при включении блока в сеть. Генератор импульсов выполнен на микросхеме IR2153 фирмы International Rectifier, представляющей собой драйвер мощных полевых транзисторов с изолированным затвором (MOSFET).
Микросхема содержит внутренний генератор, аналогичный генератору на таймере серии 555, и работает непосредственно от выпрямленного сетевого напряжения через гасящий резистор R2. Особенностью этой микросхемы является наличие интегрированного выходного драйвера, плавающего уровня, с максимальным рабочим напряжением 600 В.
Внутренний параллельный стабилизатор предотвращает превышение напряжения питания микросхемы уровня 15,6 В, а блокировка по пониженному напряжению выключает оба выхода управления затворами полевых транзисторов, когда напряжение питания микросхемы падает ниже 9 В. Микросхема DA1 имеет два управляющих выхода (выводы 7 и 5).
Выход 5 формирует управляющий сигнал относительно общего провода. Второй выход является плавающим, обеспечивающим функционирование высоковольтной части устройства. Вывод 7 предназначен для управления VT1, а вывод 5 — для VT2.
Питание драйвера верхнего уровня (выводы 8 и 6), находящегося под плавающим уровнем, производится от конденсатора С4, который заряжается через диод VD2 от цепи Ucc при включении VT2. Микросхема обеспечивает задержку 1,2 мкс при коммутации силовых ключей VT1, VT2 для предотвращения их одновременного открывания и выхода из строя.
Частота импульсов внутреннего генератора зависит от номиналов элементов времязадающей цепи R3C3 и равна 35 кГц. Резисторы R4, R5 ограничивают токи затворов транзисторов и предохраняют выходные каскады микросхемы от защелкивания. Питание микросхемы осуществляется от выпрямленного сетевого напряжения через цепочку R2C2.
Выходной каскад выполнен по полумостовой схеме на транзисторах VT1, VT2 и конденсаторах С5, С6, в диагональ которой включена первичная обмотка трансформатора Т1. С обмотки II трансформатора Т1 импульсы напряжения с амплитудой 6…7 кВ поступают на умножитель, выполненный на диодах VD3—VD14 и конденсаторах С7—С18. Резистор R6 ограничивает выходной ток блока питания.
Микросхема IR2153 может быть заменена на IR2151, IR2152. Вместо транзисторов IRF840 могут быть использованы IRF730, IRF740, IRF820. IRF830 Транзисторы должны быть установлены на теплоотводы площадью не менее 50 см2.
Вместо диодного моста КЦ407А можно использовать любой диодный мост или выпрямительные диоды с допустимым средневыпрямленным током не менее 100 мА и обратным напряжением не менее 400 В. Диоды КЦ106Г могут быть заменены на КЦ106В.
Конденсаторы С1, С2, С4 могут быть любыми оксидными, но С1 должен быть рассчитан на напряжение не менее 350 В, а С2, С4— на 25 В; СЗ — К10-17, К10-7в или КД-2; С5.С6 — К73-17 на напряжение 400 В; С7—С18— высоковольтные К15-5 на напряжение 6,3 кВ. Резистор R6 — высоковольтный типа КЭВ мощностью 2 Вт, остальные — С2-23, С2-33, МЛТ.
В качестве трансформатора Т1 применен переделанный строчный трансформатор типа ТВС-110 от лампового черно-белого телевизора. Его высоковольтную обмотку II оставляют, остальные удаляют и вместо них наматывают обмотку I, содержащую 50 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,51 мм. Выходное напряжение блока питания можно увеличить за счет изменения коэффициента трансформации, уменьшая в небольших пределах число витков первичной обмотки. Удалив обмотки, на ферритовый сердечник наматывают три слоя лакоткани, а поверх нее — обмотку в один слой виток к витку. Выводы закрепляют нитками, а саму обмотку покрывают одним слоем клея БФ-2 и обматывают двумя-тремя слоями лакоткани. Все элементы блока питания, кроме трансформатора Т1 и умножителя напряжения, смонтированы на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм (рис. 2).
Умножитель напряжения выполнен навесным монтажом аналогично технологии изготовления, описанной в [1]. Наладка блока питания проводится в два этапа, на первом этапе — без умножителя напряжения. Для исключения выхода из строя микросхемы и выходных транзисторов первое включение рекомендуется провести от низковольтного источника питания напряжением 5…
15 В, для чего параллельно резистору R2 следует установить перемычку. Низковольтный источник питания подключают к конденсатору С1, напряжение изменяют от 5 до 9 В, при напряжении 8…9 В должен запуститься внутренний генератор микросхемы, что можно проконтролировать осциллографом по появлению импульсов на выводах 5 и 7.
Повышать напряжение выше 15 В недопустимо во избежание выхода из строя стабилитрона микросхемы. Далее необходимо осциллографом проконтролировать импульсное напряжение в форме меандра на первичной обмотке трансформатора Т1.
На втором этапе блок питания подключают к питающей сети при помощи ЛАТРа, снимают перемычку с резистора R2 и плавно увеличивают напряжение от 0 до 220 В, контролируя осциллографом импульсное напряжение на первичной обмотке трансформатора Т1. При напряжении 80… 100 В появляется импульсное напряжение в форме меандра.
Далее подключают умножитель напряжения, его выход соединяют с устройством контроля напряжения, а к выходу устройства подключают “люстру”, выполненную аналогично конструкции, приведенной в [2]. Резистор R1 составлен из десяти последовательно соединенных высоковольтных резисторов по 47 МОм и одного 30 МОм типа КЭВ-1. Блок резисторов собран навесным монтажом.
Резисторы расположены в четыре ряда (расстояние между рядами — 30 мм), по три в трех рядах и два в четвертом ряду, конец первого ряда соединен с концом второго, начало второго с началом третьего, конец третьего с концом четвертого, и помещены в пенал из диэлектрического материала подходящего размера. Пенал заливается расплавленным парафином.
Измерительные приборы и блок резисторов помещены в корпус, изготовленный из листового органического стекла толщиной 10 мм. После контроля выходного напряжения блока питания наладку можно считать законченной и приступать к эксплуатации.
Внимание! Устройство гальванически связано с электрической сетью и опасно из-за возможного поражения электрическим током. Поэтому при изготовлении, налаживании и эксплуатации следует помнить о соблюдении мер электробезопасности. При наладке устройства не следует касаться руками его деталей или цепей, а заменять детали следует только при отключении устройства от сети.
Источник: http://cxema.my1.ru/publ/istochniki_pitanija/bloki_pitanija_bestransformatornye/blok_pitanija_quot_ljustry_chizhevskogo_quot/106-1-0-1403
Люстра чижевского своими руками
Источник: http://elwo.ru/publ/skhemy_preobrazovatelej/ljustra_chizhevskogo_svoimi_rukami/10-1-0-516
Люстра чижевского своими руками
Adblockdetector