Блок питания люстры чижевского

Блок питания люстры чижевского

Более десяти лет прошло с момента публикации в журнале «Радио» статьи о «люстре Чижевского» (Иванов Б. «Люстра Чижевского» — своими руками». — Радио, 1997, № 1, с. 36, 37).

Эта статья буквально всколыхнула радиолюбителей, и автор с большим воодушевлением приступил к сборке высоковольтного блока питания и самой «люстры». Многие радиолюбители не только повторили предложенную журналом конструкцию, но и предлагали свои варианты схем блока питания. Автором были повторены некоторые из них, но, к сожалению, многие, видимо, были разработаны поспешно и работали ненадежно. Поэтому пришлось от таких устройств отказаться и взять за основу блок питания, предложенный в указанной выше статье.

Схема блока питания «люстры» показана на рис. 1.

При положительной полуволне сетевого напряжения через резистор R2 и диод VD1 конденсатор С1 заряжается до напряжения немногим менее 300 В. Тринистор VS1 при этом закрыт, поскольку ток, протекающий через резистор R1, создает на диоде VD2 напряжение, которое является

закрывающим для управляющего перехода тринистора VS1. При отрицательной полуволне сетевого напряжения диоды VD1 и VD2 закрыты и через резистор R1 и управляющий электрод тринистора VS1 протекает ток, поэтому он открывается. Конденсатор С1 при этом быстро разряжается через первичную обмотку трансформатора Т1, диод VD2 и тринистор VS1. В этот момент на вторичной обмотке Т1 возникает импульс напряжения, поступающий на выпрямитель с умножением напряжения, собранный на диодах VD3—VD8 и конденсаторах С2—С7. Постоянное напряжение с выхода выпрямителя через токоограничиваю¬щие резисторы R4, R5 подают на «люстру». Неоновая лампа HL1 выполняет функции индикатора включения.

Все детали блока питания размещают в пластмассовом корпусе. Для монтажа элементов выпрямителя использована пластина из полистирола. Выводы деталей вплавляют в плату и соединяют отрезками монтажного провода. Тринистор VS1 и «окружающие» его детали монтируют навесным способом на пластине из стеклотекстолита, которую также крепят в корпусе. На резисторы R4 и R5 надета полистироловая трубка, которая применяется для подключения высоковольтного провода к кинескопу телевизора. Внешний вид собранного блока питания показан на рис. 2.

В блоке питания применены конденсатор С1 — К73-16, конденсаторы С2—С7 — К73-13, все резисторы — МЛТ, причем R2 составлен из трех, соединенных последовательно, резисторов по 330 Ом. Т1 — трансформатор строчной развертки ТВС-110Л6, его выводы 2 и 4 соединяют с катодом диода VD2, вывод 3-е конденсатором С1, а высоковольтный вывод в толстой изоляции — с конденсатором С2.

Налаживания блок питания не требует и начинает работать сразу. Чтобы быть уверенным в его правильной работе, следует измерить напряжение в контрольных точках, показанных на схеме. Поэтому, приступая к сборке высоковольтного блока питания для «люстры Чижевского», следует помнить, что не обойтись без измерительного прибора — в данном случае киловольтметра. Он нужен не только при налаживании, но и при дальнейшей эксплуатации — для проверки правильности ее функционирования.

Схема киловольтметра показана на рис. 3. В нем можно применить стрелочные микроамперметры на ток от 10 до 50 мкА. При использовании микроамперметра М903/1 (или аналогичного)с током полного отклонения 50 мкА устанавливают три (R1—R3) соединенных последовательно резистора КЭВ-1 по 220 МОм или два резистора КЭВ-2

по 330 МОм. Этот микроамперметр удобен тем, что не потребуется переделка шкалы — достаточно надпись «микроА» (или мкА) заменить на «kV» (или кВ). Для микроамперметра М900 с током полного отклонения 10 мкА следует использовать два соединенных последовательно резистора КЭВ-5 сопротивлением по 1 ГОм. Переменный резистор R4 предназначен для калибровки шкалы стрелочного прибора, а диод VD1 и конденсатор С1 — для его защиты. Резисторы R1 — R3 размещают в щупе прибора — полом цилиндре из органического стекла с наружным диаметром 20 мм и толщиной стенок 4 мм. Остальные элементы — диод VD1, конденсатор С1 и переменный резистор R4 монтируют непосредственно на выводах микроамперметра. Его, в свою очередь, устанавливают в пластмассовый корпус и соединяют с щупом гибким проводом в надежной изоляции. Внешний вид киловольтметра показан на рис. 4.

Калибровку шкалы проводят с помощью эталонного измерительного прибора, подключив их одновременно к выходу высоковольтного блока питания. Резистором R4 устанавливают показания обоих приборов одинаковыми. Автором было собрано три комплекта изделий, и все они надежно работают в течение многих лет. При изготовлении собственно «люстры» следует выполнять все рекомендации, изложенные в упомянутой выше статье.
Редактор — И. Нечаев, графика — И. Нечаев, фото — автора
Радио №1 2008г

ВАРИАНТЫ БЛОКА ПИТАНИЯ
«ЛЮСТРЫ ЧИЖЕВСКОГО»

В.УТИН, г. Щелково, Московской обл.

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.

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. 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 заливку умножителя компаундом с высоким удельным сопротивлением, например, парафином. В этом отношении перспективным представляется вариант использования готового умножителя 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».

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.

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.

Читайте также  Общий провод и заземление в схемах

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 20 В).

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.

Блок питания люстры чижевского

В январском и февральском номерах журнала «Радио» текущего года рассказывалось об уникальном изобретении нашего соотечественника А.Л.Чижев-ского — аэроионизаторе, названном впоследствии «Люстрой Чижевского». В редакцию звонят и пишут сотни читателей, заинтересовавшихся этой установкой, способной создать в квартире уголок отдыха с горным воздухом. Сегодняшний рассказ посвящен еще двум вариантам блока высокого напряжения, необходимого для питания электроэффлювиальной люстры -генератора отрицательных аэроионов.

Как уже сообщалось в [1], подаваемое на электроэффлювиальную люстру постоянное напряжение отрицательной полярности не должно быть ниже 25 000 В, иначе нужного эффекта от аэроионизатора не будет. Поэтому любой блок питания, собранный по опубликованным в [1, 2] схемам либо сконструированный самостоятельно, должен отвечать именно этому наиважнейшему требованию.


Puc.1

Схема одного из вариантов подобного блока приведена на рис. 1. Это преобразователь напряжения, выполненный на двух мощных транзисторах VT1, VT2. Они работают в генераторе, собранном по двухтактной схеме. Коллекторные выво-ды транзисторов соединены с обмоткой I трансформатора, а выводы базы — с обмоткой II. Самовозбуждение генератора возникает из-за положительной обратной связи между коллекторной и базовой цепями транзисторов. Этому процессу способствует также цепочка R1C2, определяющая режим работы транзисторов.

В итоге самовозбуждения генератора на выводах обмотки I появляется переменное (точнее импульсное) напряжение частотой 3000. 4000 Гц. Оно повышается в сотни раз выходной обмоткой III и подается на выпрямитель, собранный по схеме умножения напряжения на высоковольтных диодах VD5-VD10 и конденсаторах СЗ-С8. Выпрямленное напряжение отрицательной полярности подается на люстру через ограничительный резистор R2.

Для питания генератора использован выпрямитель, собранный на мощных диодах VD1-VD4 по мостовой схеме. Выпрямленное напряжение фильтруется конденсатором С1. Переменное напряжение на выпрямитель снимается со вторичной обмотки понижающего трансформатора Т1.

Первичная обмотка трансформатора включается в сеть через предохранитель FU1, выключатель SA1 и вилку Х1.

Трансформатор Т1 можно изготовить самостоятельно на магнитопроводе из трансформаторного железа Ш20 при толщине набора 30 мм. Обмотка I должна содержать 2200 витков провода ПЭВ-1 0,25, обмотка II -120 витков ПЭВ-1 1,2. Для более точного подбора выпрямленного напряжения желательно сделать отводы от 90, 100, 110-го витков. Подойдет и готовый трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 10. 12 В при токе нагрузки до 2 А.

Трансформатор Т2 выполнен на ферритовом магнитопроводе от телевизионного строчного трансформатора серии ТВС, состоящем из двух половинок (1) — рис. 2.


Puc.2

Высоковольтную обмотку (3) наматывают на каркасе, склеенном из текстолита, стеклотекстолита или органического стекла толщиной 1 мм. Ширина каркаса — не менее 30 мм. Обмотка должна содержать 8000 витков провода ПЭЛШО 0,08-0,1. В крайнем случае подойдет провод ПЭВ или ПЭЛ. Через каждые 800 витков необходимо прокладывать слой тонкой фторопластовой ленты или покрывать обмотку расплавленным парафином. Нужно строго следить, чтобы витки верхних слоев не западали на нижние.

Для первичных обмоток (2) понадобится втулка, которую можно склеить из плотного картона. Обмотка I должна содержать 14 витков провода ПЭВ-1 0,8 с отводом от середины, а обмотка II — 6 витков такого же провода с отводом от середины. Обмотки желательно покрыть парафином и обмотать изоляционной лентой.

В каркас и втулку вставляют половинки магнитопровода и стягивают их (здесь пригодится старое крепление строчного трансформатора).

Трансформатор генератора допускается намотать и на магнитопроводе из трансформаторного железа Ш20, толщина набора 30 мм. В этом варианте делают общий каркас из плотного картона, гети-накса или стеклотекстолита. Сначала наматывают обмотки I и II (соответственно 20 витков ПЭВ-1 1,2 и 16 витков ПЭВ-1 0,5 — обе с отводом от середины) и покрывают их парафином. Кроме того, на них наматывают слой хорошего изолирующего материала, например, фторопластовой ленты толщиной 1 мм. Затем наматывают обмотку III — 7000. 8000 витков провода ПЭЛШО 0,1. Здесь тоже через каждые 800 витков промазывают обмотку парафином.

Оксидные конденсаторы — любой серии, резисторы — МЛТ. О вариантах высоковольтных конденсаторов и диодов можно прочитать в [1,2]. Диоды мостового выпрямителя могут быть заменены другими, рассчитанными на ток не менее 2 А, например, КД202. КД203. КД206, КД210, Д242-Д248 с любыми буквенными индексами. Кроме указанных на схеме, подойдут транзисторы КТ816 с любыми буквенными индексами, КТ818А-КТ818В и даже любые П216 (кроме П216Г). Для транзисторов необходимо изготовить из листового алюминия или дюралюминия толщиной 2-2,5 мм радиаторы площадью 60. 100 см2.


Puc.3 Возможный вариант монтажа устройства показан на рис. 3. Высоковольтные диоды Д1008 (1), конденсаторы КОБ (2), самодельный трансформатор (3) генератора и указанные на схеме транзисторы с радиаторами (4) смонтированы на изоляционной плате (но только не из органического стекла!) толщиной 2,5 мм, которая затем размещена в корпусе из изоляционного материала (органическое стекло, текстолит, пластмасса).

Особое внимание следует обратить на монтаж диодов и конденсаторов. Соединительные проводники между ними должны быть короткими, а пайка — ровной и гладкой. Острые края пайки и выступающие концы проводников тщательно зачищают надфилем для предотвращения возможности коронирования и появления запаха озона.

Выпрямитель с понижающим трансформатором собирают в виде отдельной конструкции, но вполне возможно размещение его деталей на общей с генератором плате. В этом варианте выключатель SA1 целесообразно установить вблизи сетевой розетки.

Проверку работы аэроионизатора начинают с выпрямителя. Вместо генератора к его выходу (параллельно конденсатору С1) подключают в качестве нагрузки резистор сопротивлением 8. 10 Ом мощностью 25 Вт (резистор ПЭВ или самодельный из толстого провода с высоким удельным сопротивлением). Включают вилку Х1 в сеть и подают напряжение через выключатель SA1 на трансформатор Т1. Измеряют постоянное напряжение на нагрузочном резисторе — оно должно быть не менее 10 В.

Далее подключают к выпрямителю генератор. Если он собран правильно и детали исправны, раздастся тонкий писк высоковольтного трансформатора. В противном случае нужно поменять местами крайние выводы обмотки I или II, а возможно, еще и подобрать резистор R1. При появлении резкого писка или щелчков пробоя следует снизить напряжение питания генератора — подпаять выпрямитель к одному из отводов трансформатора с меньшим напряжением.

Убеждаются в отсутствии коронирования, для чего включают установку в темноте, присматриваются к высоковольтной части. Если на выводах деталей появляются фиолетовые огоньки — это признак коронирования. Вскоре почувствуется запах озона. Установку выключают, осматривают места паек, при необходимости зачищают острые концы и покрывают коронирующие выводы расплавленным парафином.

Заключительный этап — контроль высокого напряжения по методике, изложенной в [1].

После этого генератор с умножителем устанавливают вблизи люстры и подсоединяют выходной провод умножителя (левый по схеме вывод резистора R2) к люстре. Заземляющий провод (от нижнего вывода обмотки III трансформатора Т2) соединяют с трубой водопровода или отопления. Если выпрямитель с трансформатором смонтированы в металлическом корпусе, его также заземляют. Схема еще одного варианта блока питания люстры приведена на рис. 4. По принципу действия он мало отличается от описанного в [1].


Puc.4

Сетевое напряжение выпрямляется диодом VD1. Выпрямленное напряжение фильтруется конденсатором С1 и подается на зарядную цепочку R1C2. Как только напряжение на конденсаторе С2 достигает напряжения зажигания тиратрона VL1, он вспыхивает. Конденсатор разряжается через первичную обмотку трансформатора Т1, тиратрон гаснет, конденсатор вновь начинает заряжаться и т.д.

Выделяющиеся на вторичной обмотке импульсы высокого напряжения поступают на известный уже умножитель напряжения (он состоит в данном варианте из восьми каскадов), а с его выхода — на люстру.

Выпрямительный диод — любой, рассчитанный на обратное напряжение не менее 600 В и ток не менее 30 мА. Конденсатор С1 — оксидный, С2 — бумажный на указанное на схеме номинальное напряжение. Резистор R1 допустимо составить из трех параллельно соединенных сопротивлением по 47 кОм. Трансформатор Т1 — автомобильная катушка зажигания. Вместо тиратрона можно включить один или несколько динисторов серии КН102 — подбирая общее напряжение их включения, нетрудно регулировать высокое напряжение, поступающее на люстру.

1. Иванов Б. «Люстра Чижевского» — своими руками. — Радио, 1997, № 1, с. 36, 37.
2. Бирюков С. «Люстра Чижевского» — своими руками. — Радио, 1997, № 2, с. 34, 35.

Варианты блока питания «Люстры Чижевского»

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.

Читайте также  Корпус дроссельной заслонки

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.

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

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».

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).

Блок питания люстры Чижевского

Конструкторам люстры Чижевского, начинающим изобретателям вечных двигателей и просто любителям пофитонить.

Блок питания изготовлен и собран в трех корпусах:

  • умножитель напряжения с ТВС-110ПЦ15;
  • питание +300В с реле времени; +24В питание цепей управления;
  • преобразователь DC/AC с регулируемой частотой и скважностью.

1) Высоковольтная часть

По схеме обычного умножителя напряжения. Применяются советские диоды 2Ц110Г и конденсаторы 10nF 6,3kV.

На выходе умножителя — резистор на пару МОм.

Конструктивно хорошо получается собрать в пятидесятке водопроводной трубе.

(рисунок из интернета)

Первичку ТВС подключаем к 9 и 12 ноге.

ТВС залезает в переходник 50/75.

ВВ выход ТВС к умножителю подключил на крокодилах для легкой разборки.

2) Питание

J1 — входная колодка питания 220V;
J4, J7 — первичка трансформатора;
J8-J9, J2-J3 — вторички трансформатора. Для получения питания +24V (управляющее напряжение) и +5V (питание контроллера).
J6 — питание кулера.
J17 — колодка выходных напряжений.
R1 — предохранитель

3) Преобразователь напряжения

Самой жизнеспособной оказалась схема на GDT (gate drive transformator). Перепалил кучу драйверов, оптронов, пул/пушей. На килогерцовых частотах и помехах от высокого напряжения не выдерживают p-n переходы.

Статей об управлении затворами полевиков много. Из личного опыта скажу так:

  • запирать нужно отрицательным напряжением;
  • следить за фронтами;
  • не городить огород деталей вокруг затвора;
  • дорожек в затворе, как можно меньше, без острых углов;
  • низкоомное управление затворами.
  • не жалеть, детали выбирать с удвоенным запасом по мощности.

Управление собрано на SG3525A, похожа на TL494, но лучше по мощности. Два переменных резистора для регулировки частоты и скважности. Выход идет на два полумоста, которые качают первички двух GDT (J14-J15, J12-J13). Вторички управляют затворами уже силовых IGBT.

GDT мотается тремя парами проводов (у меня МГТФ, первоначально были от UTP витые пары). Все в одну сторону. У первички пара соединена параллельно, у вторичек — последовательно. Для удвоения напряжения.

В заключении

Хочу отметить важность правильного монтажа, теплоотвода на радиаторы и обдува. Не экономьте на мощности трансформаторов и емкости конденсаторов.

Кто боится подключать ТВС к высокому напряжению, схема позволяет преобразовывать любое поданное постоянное напряжение. Для начала можно попробовать вместо 300V подать от аккумуляторов 24V.

ЛУТ. Передавить утюгом плату под корпус АТХ по началу вызвало определенные трудности, потом приспособился. В последнее время перешел на ламинаторную машинку и специальную бумагу (как второй слой от наклеек). Получается намного проще и красивее.

Да прибудет с Вами сила и заземлите холодный конец.

Блоки питания для «люстры Чижевского»

Александр Леонидович Чижевский (1897-1964) разработал настолько совершенную конструкцию электроэффлювиальной «люстры», что нет необходимости в её модернизации. А вот громоздкие и тяжёлые блоки питания высокого напряжения первых «люстр» были весьма далеки от идеала. По мере появления новых электронных компонентов снижаются габариты и масса блоков питания. В предлагаемой подборке рассказано о двух таких блоках питания.

Автор доработал блок питания, сконструированный Б. С. Ивановым и вначале описанный в его книге [1] в 1975 г., а затем — в журнале «Радио» [2]. Цели доработки — повышение надёжности блока, введение индикатора высокого напряжения, применение менее габаритных деталей. Отмечено, что на резисторе R2 (см. схему на рис. 2 в [2]) рассеивается мощность больше номинальной (2 Вт), что снижает надёжность блока.

Схема доработанного блока показана на рис. 1. Упомянутый выше резистор R2 заменён двумя последовательно соединёнными R1 и R2 сопротивлением по 10 кОм и мощностью 2 Вт. Диоды Д205 и Д203 — КД105Г (VD1 и VD2) меньших размеров. Трансформатор ТВС-110Л6 от лампового телевизора также заменён малогабаритным ТВС-90П4 (Т1) от полупроводникового телевизора. Его обмотки I и II включены так же, как в исходном блоке питания. Импульсное напряжение с обмотки II подаётся на выпрямитель с умножением напряжения, в который входят высоковольтный конденсатор C2 и умножитель U1, переделанный на выходное напряжение минусовой полярности по методике, описанной в статье [3]. В разрыв цепи общего провода умножителя включён резистор R4, который, по мнению автора, повышает надёжность запуска этого узла, когда все его конденсаторы разряжены. Высокое напряжение минусовой полярности через токоограничивающий резистор R6 подаётся на «люстру Чижевского».

Особенность трансформатора ТВС-90П4 — наличие дополнительной вторичной обмотки III. Она использована для питания светодиода HL1 — индикатора наличия высокого напряжения. Для этой цели ток в цепи обмотки, ограниченный резистором R5, выпрямляется диодным мостом VD3-VD6 и подаётся на светодиод HL1. Конденсатор C3 сглаживает импульсы напряжения на светодиоде и соответственно тока через него. Светящийся индикатор HL1 свидетельствует о наличии импульсного напряжения на вторичных обмотках трансформатора Т1 и высокого напряжения на выходе блока питания, разумеется, при исправном умножителе напряжения. Желаемую яркость свечения индикатора HL1 устанавливают подбором резистора R5. Такая индикация высокого выходного напряжения очень удобна и совершенно безопасна по сравнению с другими способами, описанными в статье [2]: с помощью ваты, искрового разрядника или приближения руки к иглам «люстры» на расстояние 7. 10 см.

Читайте также  Схемы управления освещением

В блоке питания применены резисторы R1, R2, R4 — МЛТ-2; R3 — ПЭВ-10; R5 — МЛТ-0,125; R6 — КЭВ-2. Конденсаторы C1 — К73-17, C2 — К73-14, C3 — импортный оксидный малогабаритный. Блок питания помещён в корпус из прозрачного полистирола. Его внешний вид со снятой крышкой корпуса показан на рис. 2.

После отключения блока питания от сети конденсаторы умножителя напряжения долго остаются заряженными, в результате чего на иглах «люстры» сохраняется высокое напряжение. Для разрядки этих конденсаторов автор применяет разрядник, схема которого показана на рис. 3. Он содержит два последовательно соединённых резистора R1 и R2 из серии КЭВ суммарным сопротивлением около 1 ГОм. Внешний вид разрядника показан на рис. 4. Резисторы размещены в трубке из органического стекла длиной 17 см и с толщиной стенок 4 мм. Минусовый электрод — медная пластина длиной 27 мм, шириной 6 мм и толщиной 0,5 мм. Допустимо использовать отрезок жала паяльника длиной около 3 см. Плюсовой электрод — зажим «крокодил», соединённый с левым по схеме выводом резистора R1 гибким многожильным проводом МГШВ длиной около метра. Для разрядки конденсаторов умножителя напряжения достаточно прикоснуться на 5. 7 с минусовым электродом разрядника к иглам «люстры» или выходу блока питания. При этом плюсовой электрод разрядника должен быть соединён с общим проводом блока питания.

В случае необходимости разрядник может быть легко переделан в кило-вольтметр. Для этого в разрыв гибкого провода на расстоянии 20.30 см от плюсового электрода включают любой микроамперметр постоянного тока с пределом измерения 50 мкА. Так как суммарное сопротивление резисторов R1 и R2 близко к 1 ГОм, значение тока, показанное микроамперметром, будет примерно равно значению напряжения в киловольтах.

Автор: А. Просянов, Шауляй

Автор рассмотрел работу того же блока питания конструкции Б. С. Иванова [1, 2] и пришёл к выводу, что недостаток устройства — наличие мощного тепловыделяющего резистора R1 (см. схему на рис. 2 в [2]). Другой недостаток — наличие диода VD2 в цепи контура, образованного конденсатором С1 и обмоткой I трансформатора Т1. Любой «лишний» элемент снижает добротность контура.

В блоках питания, описанных в статьях [4, 5], встречно-параллельно трини-стору подключён диод, что позволяет отказаться от мощного резистора. В статье [5] диод VD2 выведен из контура. Но, по мнению автора, тринистор не очень хорошо подходит для коммутации колебательного контура.

При разработке блока питания была поставлена задача заменить тринистор более современным элементом — мощным высоковольтным ключевым полевым транзистором (во время разработки блока питания [1]таких транзисторов ещё не было. — Прим. ред.). Схема блока питания показана на рис. 5.

Устройство работает так. Когда на верхнем по схеме сетевом проводе по отношению к нижнему (общему проводу) действует полуволна сетевого напряжения плюсовой полярности, через диод VD5 и первичную обмотку (I) трансформатора Т1 заряжается конденсатор С3. Через диод VD2 — конденсатор С2 до напряжения, ограниченного стабилитроном VD1. Это напряжение используется для питания фототранзистора оптрона U1.1 и микросхемы DA1. Одновременно через диод VD3, на котором падает напряжение 0,7 В, проходит ток, ограниченный резисторами R4 и R5. При этом стабилитрон VD4 закрыт, через излучающий диод оптрона U1.1 ток не идёт, поэтому фототранзистор оптрона закрыт. Интегральный таймер DA1 включён как инвертор, имеющий характеристику переключения с гистерезисом. На выводах 2 и 6 микросхемы DA1 присутствует высокий уровень. На его выходе (выводе 3) и соответственно на затворе транзистора VT1 будет низкий уровень, поэтому транзистор VT1 закрыт. Вывод 7 таймера — выход с открытым коллектором — соединён с затвором транзистора VT1, что обеспечивает быструю разрядку ёмкости затвора и форсированное закрывание этого транзистора.

Когда напряжение сети меняет полярность, диодVD3 закрывается. Стабилитрон VD4 будет закрыт до тех пор, пока напряжение сети не возрастёт до 9,6 В (сумма напряжения стабилизации стабилитрона VD4 (8 В) и падения напряжения на открытом излучающем диоде оптрона (около 1,6 В)). Это время паузы для завершения переходных процессов. По её окончании стабилитрон VD4 открывается, включается излучающий диод оптрона, открывается фототранзистор оптрона. Напряжение на выводах 2 и 6 микросхемы DA1 падает до низкого уровня, высокий уровень напряжения на выходе (вывод 3) открывает полевой транзистор VT1. Открытый канал транзистора VT1 проводит ток при любой полярности напряжения и, в отличие от тринистора, не закрывается при прекращении тока через него, поэтому происходит колебательный процесс разрядки конденсатора С3 на первичную обмотку трансформатора Т1. Внутренний диод полевого транзистора не мешает этому режиму, так как открытый канал его шунтирует. В результате этого стало возможным значительно уменьшить сопротивление токоограничива-ющего резистора R2 и ёмкость конденсатора С3. На вторичной обмотке транс-форматораТ1 также возникают затухающие колебания, поступающие на умножитель напряжения, собранный на диодах VD6-VD11 и конденсаторах С4-С9. Постоянное напряжение с выхода умножителя через токоограничивающие резисторы R8 и R9 подают на «люстру».

В блоке питания применены конденсаторы С1 — К73-17,С2 -К50-35,С3 — К78-2 (автор применил три параллельно соединённых конденсатора суммарной ёмкостью 0,2 мкФ), С4-С9 могут быть из серий К73-13 или КВИ-3, Т1 — трансформатор строчной развёртки ТВС-110Л6 от чёрно-белого телевизора. Хорошие результаты получаются при использовании строчных трансформаторов ТВС-110ПЦ15 и ТВС-110ПЦ16 от цветных телевизоров. Можно использовать умножитель напряже-нияУН9/27-1,3, переделанный на выходное напряжение минусовой полярности, как описано в статьях [3, 5].

Большинство деталей смонтированы на печатной плате из фольгиро-ванного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертёж платы со стороны печатных проводников показан на рис. 6. Детали установлены на другой стороне платы. Там же установлены две перемычки: одна соединяет выводы 4 и 8 микросхемы DA1, другая — её вывод 7 с затвором транзистора VT1. На корпусе этого транзистора закреплён тепло-отвод — алюминиевая пластина толщиной 1 мм и площадью около 10 см2. Внешний вид платы с деталями показан на рис. 7.

При правильном монтаже блок питания не требует налаживания. Регулировать значение высокого напряжения на выходе можно подбором конденсатора С3. При налаживании и эксплуатации должны соблюдаться меры безопасности. При всякой перепайке деталей или проводов надо обязательно отключить устройство от сети и соединить выход высокого напряжения с общим проводом (для этого весьма удобен описанный выше разрядник).

1. Иванов Б. С. Электроника в самоделках. — М.: ДОСААФ, 1975 (2-е изд. ДОСААФ, 1981).

2. Иванов Б. «Люстра Чижевского» — своими руками. — Радио, 1997, № 1, с. 36, 37.

3. Алексеев А. «Горный воздух» на основе строчной развёртки. — Радио, 2008, № 10, с. 35, 36.

4. Бирюков С. «Люстра Чижевского» — своими руками. — Радио, 1997, № 2, с. 34, 35.

5. Мороз К. Усовершенствованный блок питания для «люстры Чижевского». — Радио, 2009, № 1, с. 30

Автор: В. Калашник из Воронежа

Мнения читателей
  • Владимир / 28.05.2020 — 12:43

Юрий, вы неправильно себе представляете работу этого устройства. На остриях нет никакого высокочастотного колебания. Есть высоковольтное напряжение, и с иглы утекают именно негативно заряженные ионы

Юрий / 13.09.2018 — 09:42

Давно изучаю проблему ионизации воздуха и его благотворно влияния на здоровье. Но до сих пор не видел ни одного устройства, в том числе и люстра Чижевского, которое бы производила избыток отрицательных ионов, который наблюдают в естественных условиях в горах или на побережье когда волна разбивается о камни. Что происходит на острие люстры? Создаются высокочастотные переменные колебания электрического поля , которое разбивается молекулы воздуха на положительные и такое же число отрицательных ионов (закон сохранения заряда) и ни какого избытка желательных отрицательных.А в результате мы получаем ряд не желательных дополнительных ионов озона и других неприятностей.Наиболее приближенным к естественным природным условиям находится генератор с распылением воды Микулина, в котором используется баллоэффект. Однако и у него не учтено было то , что избыток заряда получается за счет контакта с землей, как источник дополнительных электронов.Есть предложение заземлить общий электрод.

Сергей / 27.05.2014 — 02:53

Первый преобразователь для аэроионизатора собрал еще, бог дай памяти, в 1966-м , еще на лампе 6П13С. Сколько еще даже не вспомнить. Отличная вещь,по крайней мере не вредная — это точно! Почему-то предпочитал транзисторные варианты схем. Почему транзисторных? Часто требовалось включить аэроионизатор в помещении где проблемы с сетью 220 в. Но вариант на тиристоре конечно немного проще. Много зависит от грамотного изготовления самого игольчатого излучателя аэроионов. Сейчас нет времени, потом (если не забуду это сделать) оставлю в комментарии описание одного из своих вариантов исполнения излучателя аэроионов.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу: