ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ (ОКОНЧАНИЕ)
Разобравшись со схемой преобразователя напряжения и подготовив необходимые самодельные детали, мы сейчас займемся его конструктивным оформлением. Чтобы получить прочную, надежную, удобную в использовании конструкцию. Самый распространенный способ добиться этого - печатный монтаж. Некоторые начала этого дела мы уже давали в этой статье, где описывали технологию травления печатных плат. Настоятельно рекомендуем ознакомиться с ней, если вы раньше подобными делами не занимались. Сейчас настало время сделать следующий шаг - научиться делать не простейшие макетки на глазок, а точные изделия для надежного и аккуратного постоянного монтажа.
Перед вами - чертеж печатной платы, показывающий ее вид со стороны фольги.
Выпилите из куска стеклотекстолита, покрытого медной фольгой только с одной стороны (в радиомагазинах бывает и двухсторонний, но он нам не нужен) прямоугольник размерами 115 х 45 мм. Затем, подобрав необходимые настройки принтера и масштабируя изображение в графическом редакторе, добейтесь того, чтобы распечатать чертеж платы в этих же размерах. Вырежьте его и наклейте на заготовку СО СТОРОНЫ ФОЛЬГИ. А теперь сверлите плату прямо по чертежу через бумагу. Жирные точки - отверстия диаметром 1 мм, маленькие кружочки - диаметром 1,5 мм, большие кружочки - 3,2 мм. Затем отдерите бумагу и хорошенько зачистите заготовку мелкой шкуркой. Далее, используя отверстия, как опорные точки рисунка, нанесите лаком или краской на плату рисунок печатных дорожек. Обратите также внимание на окантовку вокруг платы - она будет служить экраном, защищающим от наводок. На торцах платы эту окантовку сделайте шире для должной прочности - там к ней будут припаиваться крышки. Проверьте правильность рисунка, лишние подтеки краски уберите ножом. После высыхания краски или лака вытравите плату, как было описано в вышеупомянутой статье.
После травления и лужения платы прочистите сверлом отверстия от остатков лака и канифоли. Просверлите забытые отверстия. Забудете-забудете, точно вам говорю)))) Вот теперь можно паять детали: резисторы, диоды и конденсаторы. С3 не ставьте вертикально, а положите на плату. Не забудьте короткий монтажный провод, соединяющий С1 с цепью минуса питания. Вид монтажа показан на фото.
Затем смонтируем транзисторы следующим образом: Пришлифуйте мелким плоским напильником поверхности радиаторов, на которые они садятся. Тщательно уберите опилки и привинтите туда транзисторы. Подогните их ножки так, чтобы они входили в предназначенные им отверстия платы. Напилите отрезки в 5 мм длиной металлической трубки такого диаметра, чтобы в нее входил винт М3. В крайнем случае можно использовать и пластмассовую трубку, например отрезки гелевого стержня. Вставьте ножки транзисторов в плату, привинтите к плате радиаторы, как показано на чертеже ниже, и только после этого припаяйте выводы транзисторов. Учтите, что радиаторы и крепящие их винты неизбежно соединены с коллекторами транзисторов, так что они ни в коем случае не должны контачить ни друг с другом, ни с корпусом устройства, ни с другими его цепями.
Трансформатор устанавливается на подставку, изготовленную из пластмассы или оргстекла толщиной 6-8 мм. В ней делается резьбовое отверстие, с помощью которого она крепится винтом М3 к плате. Верхний выступ делается таким, чтобы он свободно, не повреждая витки, но без излишнего зазора входил в окно готового трансформатора. Для этого также слегка скруглите напильником угля этого верхнего выступа. Крепление трансформатора - на каком-нибудь эластичном клее на каучуковой основе - "Момент" или "88".
После закрепления трансформатора обрежьте его выводы до удобной длины, зачистите от лака их концы и распаяйте в соответствующие отверстия. На проводки от высоковольтной обмотки желательно надеть тонкие изолирующие трубочки.
Преобразователь должен быть защищен от мощных внешних наводок, да и помехи, создаваемые им самим, не должны выходить наружу. Поэтому он должен быть помещен в металлический корпус - экран. А какой такой корпус может быть доступнее и дешевле, чем алюминиевая пивная банка! Обрежьте ее суживающуюся верхнюю часть. Затем выпилите из фольгированного стеклотекстолита (можно двухстороннего) круг диаметром на 1 мм меньше. Чтобы он без затруднений входил в банку, но не слишком болтался. Облудите его. (Кстати, припой содержит свинец, поглощающий излучения.) А затем припаяйте перпендикулярно к заднему торцу платы. Этот диск зафиксирует устройство в корпусе так, что ни радиаторы транзисторов, ни дорожки платы уже не коснутся корпуса. Затем выпилите еще один такой диск диаметром еще на 1 мм меньше. Ближе к его краю сделайте отверстие для крепления разъема. Проверьте, что его креплению не мешают близлежащие детали на плате. Припаяйте и этот диск ровно относительно заднего. По его краю припаяйте ленту из жести шириной в 1 см, заходящую внутрь. В 2-3 точках припаяйте к ней изнутри либо куски такой же жести либо спиральки из толстой медной проволоки, чтобы увеличить толщину. В этих местах сделайте отверстия М3 под винты, фиксирующие преобразователь в корпусе. Разведите провода к разъему. Схема собрана.
НАЛАЖИВАНИЕ.
Прозвоните тестером точки на плате, где припаяны обмотки трансформатора, особенно сделанные тонким проводом - нет ли обрывов, не помешала ли контакту плохая зачистка концов провода от эмали. Присоедините к выходу преобразователя вольтметр не меньше, чем на 120 Вольт так, чтобы вам не нужно было держать его щупы руками. Можете для этого временно припаять к соответствующим дорожкам платы дополнительные провода. Проверьте полярность питания и включайте прибор. После кратковременного включения потрогайте транзисторы - их нагрев должен быть незначителен и примерно одинаков. Затем испытаем преобразователь под нагрузкой, близкой к реальной. Подключите к его выходу двухваттный резистор сопротивлением 4,3 - 6,2 килоома. Можете включить последовательно с ним большой мощный светодиод. Только обязательно точно установите его полярность - при обратном включении при таком напряжении он будет неминуемо пробит. Прибор должен поддерживать на выходе напряжение не ниже 80 В, а сам резистор - сильно нагреваться. Если преобразователь плохо держит напряжение под нагрузкой или совсем молчит - возможно вы не угадали с фазировкой обмоток. Попробуйте поменять местами крайние выводы обмотки I.
Проблем с высоковольтным выпрямителем быть не должно, так как все его детали можно проверить перед установкой на плату. Если не сделано ошибок в подключении электролитических конденсаторов С1 и С3, а также обмоток трансформатора, то причиной неполадок может быть только неисправность транзисторов или одного из них (в этом случае нагрев транзисторов будет заметно неодинаковым). Замените их на новые.
ЭКСПЕРИМЕНТЫ С ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ.
Не следует думать, что этот преобразователь напряжения будет вам бесполезен, пока вы не соберете себе ламповый приемник. С ним, например, можно провести немало опытов с газоразрядными приборами, гораздо более интересных, чем простое питание неоновой лампочки от электросети, которое мы делали в этой старой статье.
Во-первых, эти опыты будут безопаснее. Повторюсь, что и к этому преобразователю не надо относиться легкомысленно - на холостом ходу его выходной конденсатор может зарядиться до напряжения до 150 вольт и отдать, пусть и в коротком импульсе, но значительный ток. Однако все же 150 вольт постоянного тока от маломощного устройства, да еще не сидящего на земле, заметно безопаснее 220 вольт переменного тока от мощнейшей электросети.
Во-вторых, питание этих устройств хорошо сглаженным постоянным током позволяет создавать схемы с очень интересным функционалом. Например, на некоторых приборах вы сможете увидеть разницу в свечении у положительного и у отрицательного электрода. Какие неоновые лампочки можно использовать для этих опытов, мы писали в одной из наших ранних статей. Можно также использовать цифровые неоновые индикаторы ИН разных типов.
Для простого наблюдения свечения тлеющего разряда в газе подключите неоновую лампочку к выходу преобразователя через резистор сопротивлением 100 - 150 килоом. Еще один эксперимент - отключите преобразователь от батареи. Вы увидите, что его выходной конденсатор накапливает немалую энергию - лампочка все равно будет продолжать светиться секунд 10, а то и больше. Осторожно: лампочка погаснет после снижения напряжения ниже напряжения ее горения, а оно составляет несколько десятков вольт, то есть будет еще достаточно опасным и после ее погасания.
Но самое интересное произойдет, если при этом параллельно неоновой лампочке мы подключим пленочный или бумажный конденсатор емкостью в 1 - 2 микрофарады, рассчитанный на напряжение не ниже 160 вольт. Вы увидите, что лампочка начинает мигать. Вот схема такого генератора.
Дело здесь в том напряжение, необходимое для зажигания лампочки, выше, чем достаточное для ее горения. Поэтому, пока конденсатор не зарядится до напряжения зажигания лампочки, ничего происходить не будет. Далее неоновая лампочка зажжется. Поскольку между ней и конденсатором нет никакого токоограничивающего резистора, то она очень быстро разрядит конденсатор до такого напряжения, что сама погаснет. Ну, а раз ток через лампочку прекратится, то ничто не помешает конденсатору снова заряжаться до напряжения ее зажигания.
Такие генераторы вырабатывают не синусоидальные колебания, в отличие от того генератора, что мы собирали раньше. И могут быть собраны практически на любых газоразрядных, электровакуумных и полупроводниковых приборах. Называются такие генераторы релаксационными.
В принципе, используя наш преобразователь, мы бы могли на таких газоразрядных приборах, как тиратроны, собирать не только генераторы импульсов, но и даже счетчики и запоминающие устройства. Но не будем превращать наш канал в справочник по антикварной технике.