В этой статье предлагаю вашему вниманию рассмотрение простейшей электронной схемы преобразователя, позволяющий получать высокое напряжение на выходе. Сама же схема собрана всего на трех электронных компонента. Это импульсный трансформатор с ферритовым сердечником, полевой транзистор и резистор. Схема высоковольтного преобразователя напряжения приведена ниже на рисунке.
В данной схеме важно правильно намотать импульсный трансформатор. Поскольку именно от качественной его намотки и сборки зависит насколько хорошо будет работать этот преобразователь напряжения. Поскольку мы имеем дело с относительно высоким напряжением, а это где-то порядка нескольких киловольт, то неправильная намотка может привести к быстрому пробою изоляции трансформатора и последующему выходу его из строя.
Итак, нам понадобится Ш-образный ферритовый сердечник, имеющий каркас. Для примера я взял сердечник от старого компьютерного блока питания. Его размеры – 33мм*28мм*12мм.
Чтобы разобрать подобный трансформатор, не повредив ферритовый сердечник, его нужно минут на 5-10 погрузить в кипящую воду. После этого половинки ферритового сердечника легко можно отсоединить друг от друга. Они изначально склеены и простым усилием вы можете только повредить этот сердечник (он хрупкий).
Когда же уже ферритовый сердечник разобран, и с каркаса снята вся имеющаяся намотка, то можно теперь приступать к новой намотке нужного количества витков. На рисунке со схемой нарисовано, что первичная обмотка содержит 8 витков, и она разделена на две части (каждая имеет по 4 витка). Диаметр провода первичной обмотки можно взять где-то в районе 1 мм. Причем лучше первичку мотать шиной, то есть из нескольких более тонких проводов (допустим 2 жилы, каждая по 0,5 мм).
Также обязательно нужно делать изоляцию между слоями обмоток. Итак, чтобы сразу намотать обе части первичной обмотки мы берем допустим 4 жилы, каждая из которых диаметром по 0,5 мм. Сразу все 4 жилы и наматываем на каркасе трансформатора. Делаем 4 витка. Далее мы 2 жили будем использовать как одна часть первичной обмотки, и две других жилы будут второй частью первички. То есть, когда полностью будут намотаны все обмотки (и первичная и вторичная), мы отсоединим жилы первичной обмотки и спаяем их нужным образом.
Далее мы делаем слой изоляции, который отделит первичную обмотку от вторичной. И ее обязательно нужно делать качественно, поскольку высокое напряжение вторичной обмотки легко может пробить себе путь через наиболее короткое расстояние, где не будет изоляции. То есть, между первичной и вторичной обмоткой может возникнуть электрическая дуга, которая испортит весь трансформатор, сделав его не пригодным для дальнейшего использования в преобразователе.
Теперь на слой изоляции начинаем наматывать вторичную, повышающую обмотку. Она содержит 1800 витков медного изолированного провода диаметром около 0,1 мм. Думаю должно быть понятно, что чем больше витков содержит вторичная обмотка, тем выше мы получим выходное напряжение. Но, слишком большое напряжение опасно тем, что оно легко может пробивать слабые места в изоляции трансформатора, что выведет его из строя. Это обязательно учтите.
Важным моментом при намотке вторичной обмотки является также хорошая изоляция мест соединения выводов самой обмотки с проводами, что будут выходить наружу (сами выводы вторичной обмотки).
После того, как трансформатор намотан, можно приступать к пайке схемы высоковольтного преобразователя напряжения. Для тех, кто не понял где какие выводы у полевого транзистора, то вот подсказка на картинке ниже.
Для того, чтобы сделать отвод от середины в нашем повышающем импульсном трансформаторе на первичной обмотке мы конец одной части этой первички соединяем с концом второй части этой первички. Естественно, пары проводов первичной обмотке предварительно нужно вызвонить мультиметром, электронным тестером.
Схема этого высоковольтного преобразователя питается от напряжения 5 вольт постоянного тока. Сила потребляемого тока может достигать до десятка ампер (обычно это до 10 А, и это зависит от режима работы самой схемы, размеров конкретного трансформатора, рабочей частоты и т.д.). Полевой транзистор желательно прикрутить к небольшому радиатору, поскольку он будет нагреваться. Чем больше напряжение мы подадим на схему (более 5 вольт), тем сильнее может быть нагрев транзистора.
Импульсный трансформатор для данной схемы преобразователя можно делать из разных типов сердечников (гантели, кольца, Ш-образный сердечник с зазором и без него), при этом будет также разный режим работы этого устройства. Если есть желание и возможность, то попробуйте эту схему собирать на разных трансформаторах и выбирать наилучший вариант.
