用电视高压包制作高压发生器
闪电DIY-马克思发生器和特斯拉线圈的制作图文教程

闪电制作DIY-马克思发生器和特斯拉线圈的制作图文教程特斯拉线圈,效果相当壮观,但是工程也相当浩大,造价挺高,并不是每人都能亲手做一个的。
如果你只是想领略一下高压电火花的魅力,马克思发生器是一个比较好的选择。
只要几个电容、电阻,简单的组合一下,很容易得到几厘米长的电弧,相当漂亮。
下面是一款简版的马克思发生器电路图:这款马克思发生器总共有六级,每一级由0.002uF 20kV的电容和两个1m欧姆的电阻构成。
左边是一个霓虹灯变压器(9kV 30mA),它产生的高压交流电,通过10个1N4007串联组成的整流器整为直流电,给并联的六组电容充电,当电容充到一定电压的时,就会击穿电容间的放电尖隙,这时6组电容就变成了串联的形式,电压骤增,开始放电,发出很大的声响并能产生5厘米左右的电弧,大约每2~3秒放电一次。
把电容间的放电尖隙改造成球隙,电弧长度还可以大幅度提高,达到15厘米左右。
够简单吧!简单组装:放电效果:下面这款是改进型,主要是将上面的霓虹灯变压器换成了自制的高压发生器。
它由555时基集成电路和高压晶体管构造而成,驱动一个电视机用的高压包,产生12kV~20kV的高压。
换成自制的高压发生器以后,整个体积就袖珍下来了,可以全部装配在一块小木板上。
需要注意的是高压晶体管容易发热,需要配块大点的散热片,最好还装个小小的散热风扇。
这款高压发生器可以拉出10厘米长的电弧,够你乐一阵子了!往下看,还有款9级的,国人制造。
友情提醒:高压危险,玩的时候小心点!特斯拉线圈的制作教程整理发布这篇特斯拉线圈的制作教程,让我们来膜拜一下这位”神的代言人”。
玩过红色警戒的朋友的对磁暴线圈一定映像深刻,今天就让我们一起来做个”磁暴线圈”吧。
先来看些效果图吧,看看这些特斯拉线圈爱好者们的杰作:上面的图片充分的展示了特斯拉线圈的”人造闪电”的魅力,就是这神一般的魔力,吸引着许多人来追寻这种美丽的火花,感受人类最初对”天火”那分震撼。
自制电弧球

1 电路原理高压DIY之中,必不可少的器材是一个高压发生器,依靠它可以玩出各种各样的花样。
在淘宝上可以买到各种各样的高压模块,小到电蚊拍,负离子发生器,大到电网捕兽机。
但是对于我等DIYer来讲,有什么比一个自行量身定做的可调高压发生器更适合呢?上图是一个简易高压发生器,使用一块固定频率脉宽调制电路TL494产生方波信号控制MOS管Q1,Q1上的交变电流在通过串联的黑白电视机高压包T的时候升压到2k~10kV,升压后经高压包次级串联的高压整流二极管半波整流,输出带直流分量的高频高压(或者说带高频纹波的直流高压也行,两者是一回事)。
作为专业的电源芯片(可以在一些电脑ATX电源里找到这枚上世纪80年代Ti推出的经典开关电源主控芯片),TL494具有丰富的功能,但这里只用了其中的一小部分。
升压电路使用了最为简单的不带磁复位的单管正激拓扑,并且没有采样反馈部分,事实上这里的TL494只相当于一个频率和占空比可变的方波发生器,因此也可以用其他的方波振荡电路,比如555集成电路或运放或晶体管构成的多谐振荡器代替。
这个电路的几个重点参数(它们对之后的调试很有用)如下:输出方波的频率由TL494的5脚对地电容和6脚对地电阻决定,fosc=1.1/(R1+RP2)•C2。
方波占空比由RP1上的分压决定,可以在0%~100%之间调节,进而调节变压器的电流和输出电压。
TL494的工作方式细节想进一步改进该电路的话,更多可用的正激电源拓扑2 材料准备需要的电子器材:○ 16脚DIP插座x1○ TL494芯片x1○ 4700uF,16V电容x1○ 100nF瓷片电容x1○ 10nF 瓷片电容x1○ 50k电位器x1○ 10k电位器x1○ 1.5k电阻x1○ 10欧电阻x1○ IRF540 MOS管+散热片x1 ○ IN5819二极管x1○ 8脚黑白电视机高压包x1○万能电路板(洞洞板)x1 ○导线若干其他设备:● 电烙铁● 焊锡/松香● 12V/2A电源● 万用表● 示波器(最好有)● 热风枪(如果你选用了贴片元件)● 调节电位器用的小螺丝刀大部分元件的宽容度很高,并不要求参数很准确,比如说1.6k或1.8k的电阻都可以用来代替R1。
电视机高压包原理

电视机高压包原理电视机是我们生活中常见的电子产品之一,它通过高压包来实现图像的显示。
那么,什么是电视机高压包原理呢?电视机高压包是指一种能够将低电压转换为高电压的装置,它是电视机中非常重要的组成部分。
高压包的主要功能是将电视信号转换为高电压,以供电子枪发射电子束,从而实现图像的显示。
高压包的工作原理是利用变压器的原理,通过电磁感应将低电压转换为高电压。
它由两个主要部分组成:一个是输入端,也就是低电压端;另一个是输出端,也就是高电压端。
在电视机中,输入端通常接收来自电源的低电压信号,然后经过一系列的电路处理,进入高压包。
高压包内部有一个铁芯,通过变压器的原理,将低电压信号转换为高电压信号。
在这个过程中,高压包会利用电磁感应产生的磁场,将低电压信号转换为高电压信号。
转换完成后,高电压信号会经过输出端传送到电子枪,电子枪会根据高电压信号的强弱来发射电子束。
当电子束射向荧光屏时,荧光屏上的荧光物质会受到电子束的激发而发光,从而形成图像。
高压包在电视机中起着至关重要的作用,它不仅能够实现电视信号的转换,还能够保证电子束的正常发射。
高压包内部的电路设计是非常精密的,需要保证各个部分的工作稳定,以确保电视机的正常运行。
高压包还需要具备一定的安全性能。
由于高压包内部工作时产生的高电压,一旦出现故障或者操作不当,有可能会对人体造成伤害。
因此,在使用电视机时,我们需要注意安全问题,避免触碰高压包或者将电视机中的部件拆卸。
总结一下,电视机高压包是电视机中重要的组成部分,它能够将低电压信号转换为高电压信号,实现图像的显示。
高压包的工作原理是利用电磁感应和变压器的原理,通过将低电压信号转换为高电压信号,从而实现电子束的发射和荧光屏的发光。
在使用电视机时,我们需要注意安全问题,避免触碰高压包或者将电视机中的部件拆卸。
用电视高压包制作高压发生器

1 电路本理下压DIY之中,必不可少的器材是一个下压爆收器,依赖它不妨玩出百般百般的格式.正在淘宝上不妨购到百般百般的下压模块,小到电蚊拍,背离子爆收器,大到电网捕兽机.然而是对付于尔等DIYer去道,有什么比一个自止量身定搞的可调下压爆收器更符合呢?上图是一个浅易下压爆收器,使用一齐牢固频次脉宽调造电路TL494爆收圆波旗号统造MOS管Q1,Q1上的接变电流正在通过串联的乌黑电视机下压包T的时间降压到2k~10kV,降压后经下压包次级串联的下压整流二极管半波整流,输出戴曲流分量的下频下压(大概者道戴下频纹波的曲流下压也止,二者是一回事).动做博业的电源芯片(不妨正在一些电脑ATX电源里找到那枚上世纪80年代Ti推出的典范开闭电源主控芯片),TL494具备歉富的功能,然而那里只用了其中的一小部分.降压电路使用了最为简朴的不戴磁复位的单管正激拓扑,而且不采样反馈部分,究竟上那里的TL494只相称于一个频次战占空比可变的圆波爆收器,果此也不妨用其余的圆波振荡电路,比圆555集成电路大概运搁大概晶体管形成的多谐振荡器代替.那个电路的几个沉面参数(它们对付之后的调试很有用)如下:输出圆波的频次由TL494的5足对付天电容战6足对付天电阻决断,fosc=1.1/(R1+RP2)•C2.圆波占空比由RP1上的分压决断,不妨正在0%~100%之间安排,从而安排变压器的电流战输出电压.TL494的处事办法细节念进一步矫正该电路的话,更多可用的正激电源拓扑2 资料准备需要的电子器材:○ 16足DIP插座x1○ TL494芯片 x1○ 4700uF,16V电容 x1○ 100nF瓷片电容x1○ 10nF瓷片电容x1○ 50k电位器x1○ 10k电位器x1○ 1.5k电阻 x1○ 10欧电阻 x1○ IRF540 MOS管+集热片 x1○ IN5819二极管 x1○ 8足乌黑电视机下压包 x1○ 万能电路板(洞洞板)x1○ 导线若搞其余设备:● 电烙铁● 焊锡/紧香● 12V/2A电源● 万用表● 示波器(最佳有)● 热风枪(如果您采用了揭片元件)● 安排电位器用的小螺丝刀大部分元件的宽大度很下,本去不央供参数很准确,比圆道1.6k大概1.8k的电阻皆不妨用去代替R1.一些有特殊央供的器件如下:● 电位器:一般的电位器便能用,然而如果念透彻安排的话,推荐使用多圈可调电位器.为了安排便当,还需要一把小螺丝刀.● MOS管:那里用的是IRF540.用其余MOS管代替的话,央供Vdss正在80V以上,Vth的最小值正在2V~4V,导通电阻尽大概小(IRF540是0.077欧),共时搞佳集热片配备.特天要道的一面是,一些下本能的MOS(比圆主板上的供电MOS)由于Vth的最小值过矮(它们能正在很矮的栅压下导通,正在大部分情况下那是便宜),用正在那个电路上简单误触收引导占空比安排艰易(RP1稍一安排电流便慢遽降下),所以使用代替器件时一定要注意参数.● 下压包:使用乌黑电视机的8足下压包.如果不过爆收下压玩玩,不妨间接用本有的初级线圈.然而是间接正在磁棒上沉绕初级线圈去普及输出电压也是流通的玩法之一.● 彩电的下压包不适于那一电路,果为它们的初级安排电压是220V,需要根据匝数对付它们举止改拆才佳用.然而是它们的输出电压比乌黑电视机下很多,正在创造20-40kV输出的下压爆收器时少不了它们.焊接电路依照电路图即可,易度不大.出于仄安起睹最佳把下压包战矮压部分合并,调试完毕后再组拆到所有.一些需要注意的小场合:•给MOS安上足够大的集热片并留出集热片的空间.尔有面悔恨集热片用小了,截止调试的时间由于收热不敢加大MOS电流.•反里通过大电流的走线不克不迭用小股铜线飞线,尔用了洪量的锡正在万能板上堆出电源线战天线.•下压包的足位:4足是次级线圈的天线,2,5,6,7,8足则是初级线圈.推荐采用5足战8足通进接流旗号,然而正在那些足中任选二个皆市正在次级感触出下压,不妨根据本量电路中的表示采用.天然,间接正在磁棒上用导线自绕初级线圈也是不妨的.4 调试下压爆收器告诫:调试的时间有下压触电伤害,请千万留神•最先调试矮压部分,先不插上芯片,接上电源以去用万用表尝试芯片插座上的供电电压战电路各面电位,确认仄常以去断开电源接上芯片.•示波器那时间不妨派上用场了,丈量MOS管的栅极电压,十足仄常的话便能像尔那样正在屏幕上瞅到圆波波形——148.8KHz,12.4V峰峰值,十足仄常.•接下去安排圆波的频次战占空比,记得之前道过的么?电位器RP1安排占空比,RP2安排频次.把振荡频次调到120KHz安排,占空比约10%,而后举止下一步.断开电源,接上下压包(千万不要正在戴电的时间搞活) .•那时间如果有一个能隐现真时电流的真验电源会很佳用,不的话便需要时刻注意集热片温度预防MOS过热废弃了....把下压输出线晃到不会做用处事的场合,挨开电源输出,注意那时间的电流值.如果过大的话,赶快闭掉电源,安排RP1减小圆波占空比,而后再试.尔末尾把电流安排到了约600mA,如果需要更下的输出电压不妨正在集热片允许的范畴里普及MOS管电流.•而后留神翼翼的拿起下压包的输出线(不妨瞅到那是薄绝缘层的特造下压线,拿几cm以去的绝缘层,千万不要遇到输出线头….),将线头靠拢下压包4足的引出线,瞅到蓝紫色的劣好电弧了么?5 等离子蚀刻•当下压电极靠近,极间电场靠近气氛的打脱强度时,便会打脱气氛,爆收明明的电弧.气氛中电弧搁电爆收的等离子体为热等离子体,电子温度取气体温度大概相等,可达103~105K.使用它的局部下温战下化教活性,不妨用正在烧蚀资料,熔炼金属,表面处理等圆里.把上一步中得到的蓝紫色电弧引背黑纸,不妨瞅到纸弛表面碳化,电弧瞬间烧出了一个小洞.•更进一步的电弧展示正在一个火蜜桃上(苹果梨之类戴一定火分的火果皆止)举止,将火蜜桃取次级线圈的天线贯串,接着便不妨用下压输出线的尖端对付桃子搁电,爆收的电弧烧蚀碳化果皮,正在上头产死乌色的焦痕.由于电弧的下温,被碳化的惟有表层,内里仍旧是火灵灵的果肉,一般的火焰可搞不到那一面.处事时的电弧本量呈黄色,那是果为果皮中的部分身分受热气化混进等离子体的去由.只消资料有一定的导电性(比圆瓜果肉菜,被挨干的皮革),便不妨用那种要领正在上头刻字.•逆便,正在那里不妨体验一下前里为什么背去央供注意仄安:虽然那个下压爆收器功率不大,伤害性相对付而止不是很下,然而要正在不留神触电时正在皮肤上留住焦乌的痕迹战弥漫的烤肉气味仍旧不问题的……6 电弧球•淘宝上出卖的废品电弧球•大概许您正在网上大概者科技馆睹到过图上那样的电弧球,球里漂明的极光翩翩起舞,当把脚指搁到上头时还会出现一条随收端指尖端移动的绮丽电弧.归根结底那也是等离子体的功劳,玻璃球中的矮压气体正在下电压下辉光搁电(注意,战之前气氛中电弧的弧光搁电分歧)会随气体分歧爆收劣好的光芒,本量上那也便是霓虹灯的收光本理.正在电弧球中有一个下压爆收器,下频下压的电极一端通到玻璃球内的球形电极,另一端接天.当脚指交战玻璃球时,电流从玻璃球内电极-气体-玻璃球壳-人体-天里产死回路,于是便爆收了随脚指移动的漂明搁电电弧.由于球壳取人体间的电容很小,通过的接变电流也极小,果此对付人不伤害.•通过以上的本理分解,很简单收当前已经有了下压爆收器的前提下,只需要一个充挖了密疏气体的戴电极玻璃球便不妨自造电弧球.一个很佳的器材是老式的透明电灯泡,往日海内死产的40w以下电灯泡常常抽真空(而且限于技能真空度还略好.)用去搞那个再佳不过.可惜的是当前的灯泡普遍充挖氮气战氩气,购到的菲利普灯泡正在下压下本去不克不迭搁电……•然而是尔正在意念不到的场合找到了一个代替品,便是日光灯开辉器中的玻璃泡.泡中充挖了少量氩气,下压搁电时收出蓝色光,非常漂明.唯一的问题便是玻璃泡的体积太小,玩起去不留神的话很简单触电,念战正牌的电弧球一般搞成安置是不可能了……•某位筒子背尔推荐了收橘黑色光的充气稳压电子管WY-3P,尔脚头不所以出法真验,有那玩意的筒子感兴趣的话不妨自止玩玩XD.7 归纳正在那个电路的前提上,另有很多不妨矫正的场合.矫正电路拓扑不妨大大普及处事效用,加进反馈电路战输出滤波电容则不妨得到戴稳压的可调下压电源.最为令人镇静的设念仍旧正在磁棒上沉绕初级线圈,那样不妨正在下压包上赢得15kV级别的电压,那样不妨赢得更为壮瞅的等离子电弧,共时还不妨为尔计划中的静电飘降机提供备选电源.共时,安排占空比不妨统造电弧搁电的电流大小(也是电弧爆收热量的几),占空比的赶快变更足以激励电弧周围气氛的赶快热胀热缩,从而收出声音:那是等离子扬声器的本理,由于惟有极小品量的气氛振荡,从而具备极佳的下频赞同.表里上道正在推出宁静电弧的情况下,正在TL494的4足加载音频旗号便不妨赢得调造的电弧收声(真例),然而正在真验时那个自造下压爆收器收出的声音音量极小,推测大概是下压爆收器的功率不敷,本去的电弧电流太小的去由.要矫正那一面不然而需要改拆下压包,还需要调换集热片战MOS管,处事量轻微大了些.当前它被排正在尔的计划行列里,等到有佳消息的时间尔会再去的..之阳早格格创做本中心由 zhihuizhou 于前天11:18 增加图章版主推荐。
高压发生器原理

高压发生器原理高压发生器是一种能够产生高压电场的设备,其原理基于静电学和电场理论。
在物理学和工程技术领域,高压发生器被广泛应用于电子设备、医疗器械、科学研究等领域。
本文将介绍高压发生器的原理及其工作过程。
首先,高压发生器的原理基于静电学的基本原理。
静电学是研究静电场和静电力的学科,其中电荷是静电场的基本载体。
高压发生器利用静电学的原理,通过对电荷的分离和聚集来产生高压电场。
在高压发生器内部,通过一系列的电子元件和电路来实现对电荷的分离和聚集,从而产生高压电场。
其次,高压发生器的工作过程可以简单地分为几个步骤。
首先,高压发生器会将外部的电源输入转换成高压电源,然后经过一系列的电子元件和电路进行处理,最终产生高压电场。
在这个过程中,高压发生器需要克服电荷的阻力和电场的损耗,确保高压电场的稳定输出。
因此,高压发生器的设计和制造需要考虑电子元件的选材、电路的设计和稳定性等因素。
此外,高压发生器的应用领域非常广泛。
在电子设备中,高压发生器常用于显像管、雷达、激光器等设备中,为这些设备提供稳定的高压电源。
在医疗器械中,高压发生器被用于X射线机、电子显微镜等设备中,用于产生高压电场。
在科学研究领域,高压发生器也被广泛应用于物理学、化学等领域的实验中,为科学家提供高压电场。
总的来说,高压发生器是一种基于静电学原理的设备,能够产生稳定的高压电场。
其工作原理基于对电荷的分离和聚集,通过一系列的电子元件和电路来实现。
高压发生器在电子设备、医疗器械、科学研究等领域有着重要的应用价值,为这些领域提供了稳定的高压电源。
通过对高压发生器原理及其工作过程的了解,可以更好地理解高压发生器在现代科技领域中的重要作用。
多功能高压发生器

多功能高压发生器
作者:周政
来源:《发明与创新·中学生》 2012年第8期
初中物理教学中,要演示高压触电的两种形式:跨步电压触电和高压电弧放电。
高中物理教学中要演示雷电和阴极射线管实验,都要用到高压。
演示这些实验,教师一般用感应圈来产生高压,效果虽然很好,但仪器笨重,搬运不方便,且易出现故障,影响教学效果。
我用废旧黑白电视机行输出变压器,制作了一个简易多功能高压发生器,可完成一系列高压演示实验。
一、制作原理
1.原理图
按下方电路图自制高压发生器,L1、L2、R、BG和磁芯变压器B构成振荡电路,BG为振荡管,L3为产生高压的升压线圈, A、A'为高压放电电极。
2.线路连接图
二、演示步骤
1.接通12V电源,电极A、A'间产生高压,小心调节两电极间的距离(这时要断开电源),使之出现电火花,并伴有响声,演示高压电弧放电。
2.将卫生纸靠近放电针产生的火花,只需1~2秒,可见卫生纸就会燃烧,可演示电火花引发火灾实验。
3.将两放电针间并联一高压电容,启动电源,可见白色火花放电,并伴有强烈爆鸣声,演示雷电现象,同时证明了电容器的储能作用。
4.比较并联电容器与没有并联电容器实验完成后,用金属接触两放电针,观察是否可
见明显放电现象,以此证明电容器的充电和放电过程,证明电容器具有储藏电荷的本领。
5.将高压发生器两电极与阴极射线管(磁偏转和场偏转两种)连接,分别演示带电粒子在电场中的偏转(类平抛运动)和带电粒子在磁场的运动(圆弧运动)。
此装置简单,实验效果好,安全可靠。
三、实物外观图。
高压发生器工作原理

高压发生器工作原理高压发生器是一种常用的设备,用于产生高压电流或高压气体。
它在多个领域中发挥着重要的作用,例如医疗、工业和科学研究等。
本文将介绍高压发生器的工作原理。
一、概述高压发生器的工作原理可以简单地描述为:通过一系列电路或装置,将低压电流或气体转化为高压。
具体的工作原理取决于不同的高压发生器类型,其中包括电压倍增器、变压器和压缩机等。
二、电压倍增器电压倍增器是一种常见的高压发生器,其工作原理基于电荷积累和放电。
电压倍增器主要由多个电容器和二极管组成。
在正向电源作用下,电容器会逐渐储存电荷,并且随着时间的推移,电压逐渐升高。
当电压达到一定程度时,二极管将导通,使电荷通过,产生一次高压放电。
电压倍增器通过多次储存和放电的过程,最终产生所需的高压。
三、变压器变压器是另一种常见的高压发生器,其工作原理基于电磁感应。
变压器主要由两个线圈组成:初级线圈和次级线圈。
当初级线圈中通过交流电流时,会在变压器的铁芯中产生变化的磁场。
这个磁场将导致次级线圈中的电流发生变化,从而产生高压。
四、压缩机在某些情况下,高压发生器采用压缩机的工作原理来产生高压气体。
压缩机主要由气缸、活塞和压缩腔室组成。
气缸中的活塞定期运动,将气体从较低的压力状态压缩到较高的压力状态。
通过重复进行该过程,可达到所需的高压。
五、应用领域高压发生器广泛应用于医疗、工业和科学研究领域。
在医疗领域,高压发生器经常用于X射线设备和放射治疗装置等。
在工业领域,高压发生器可用于电力输送、雷达系统和粒子加速器等。
在科学研究领域,高压发生器在材料研究、电子学和核物理学等方面发挥着重要作用。
六、安全注意事项在使用高压发生器时,要注意安全。
高压电流或气体具有较大的危险性,操作人员应戴好必要的个人防护设备,确保设备正常工作以及相关连接处的绝缘良好。
此外,应定期进行设备检查和维护,确保设备的安全可靠性。
总结:高压发生器是一种重要的设备,它能将低压电流或气体转化为高压。
高压发生器PPT课件

contents
目录
• 高压发生器概述 • 高压发生器的种类和特点 • 高压发生器的设计和制造 • 高压发生器的使用和维护 • 高压发生器的安全注意事项
01
高压发生器概述
高压发生器的定义
总结词
高压发生器是一种能够产生高电压的装置,通常用于各种高电压应用场景。
详细描述
高压发生器是一种能够产生高电压的装置,通常由电源、升压电路、高压输出端等部分组成。它能够将较低的输 入电压转换成较高的输出电压,广泛应用于各种高电压应用场景,如静电除尘、空气电离、X射线成像等。
组装调试
将加工好的零件按照设计要求 进行组装,并进行调试。
老化测试
在完成组装和调试后,进行长 时间的老化测试,以确保设备
的稳定性和可靠性。
质量检测
对成品进行严格的质量检测, 确保产品符合设计要求。
04
高压发生器的使用和维 护
高压发生器的操作步骤
开启高压发生器
首先确认电源已接通, 然后打开高压发生器 的电源开关。
高压发生器的工作原理
总结词
高压发生器通过电磁感应原理将较低的输入电压升高到所需的输出电压。
详细描述
高压发生器通过电磁感应原理,利用升压电路将输入的较低电压升高到所需的输 出电压。升压过程中,电路中的线圈会产生磁场,磁场的变化又会产生电场,从 而将输入电压升高。最终,高压发生器通过高压输出端输出高电压。
设定参数
根据实验需求,在控 制面板上设定所需的 工作参数,如电压、 电流、工作时间等。
开始实验
确认所有设定无误后, 按下启动按钮,高压 发生器开始工作。
结束实验
实验结束后,按下停 止按钮,高压发生器 停止工作。
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1 电路原理
时间:二O二一年七月二十九日
高压DIY之中,必不成少的器材是一个高压产生器,依靠它可以玩出各类各样的花样.在淘宝上可以买到各类各样的高压模块,小到电蚊拍,负离子产生器,大到电网捕兽机.但是对于我等DIYer来讲,有什么比一个自行量身定做的可调高压产生器更适合呢?
上图是一个简易高压产生器,使用一块固定频率脉宽调制电路TL494产生方波信号控制MOS 管Q1,Q1上的交变电流在通过串联的黑白电视机高压包T的时候升压到2k~10kV,升压后经高压包次级串联的高压整流二极管半波整流,输出带直流份量的高频高压(或者说带高频纹波的直流高压也行,两者是一回事).
作为专业的电源芯片(可以在一些电脑ATX电源里找到这枚上世纪80年代Ti推出的经典开关电源主控芯片),TL494具有丰厚的功效,但这里只用了其中的一小部分.升压电路使用了最为简单的不带磁复位的单管正激拓扑,并且没有采样反应部分,事实上这里的TL494只相当于一个频率和占空比可变的方波产生器,因此也可以用其他的方波振荡电路,比方555集成电路或运放或晶体管组成的多谐振荡器代替.
这个电路的几个重点参数(它们对之后的调试很有用)如下:输出方波的频率由TL494的5脚对地电容和6脚对地电阻决定,fosc=1.1/(R1+RP2)•C2.方波占空比由RP1上的分压决定,可以在0%~100%之间调节,进而调节变压器的电流和输出电压.
TL494的任务方法细节
想进一步改良该电路的话, 更多可用的正激电源拓扑
2 资料准备
需要的电子器材:
○ 16脚DIP插座x1
○ TL494芯片 x1
○ 4700uF,16V电容 x1
○ 100nF瓷片电容x1
○ 10nF 瓷片电容x1
○ 50k电位器x1
○ 10k电位器x1
○ 1.5k电阻 x1
○ 10欧电阻 x1
○ IRF540 MOS管+散热片 x1 ○ IN5819二极管 x1
○ 8脚黑白电视机高压包 x1
○ 万能电路板(洞洞板)x1 ○ 导线若干
其他设备:
● 电烙铁
● 焊锡/松香
● 12V/2A电源
● 万用表
● 示波器(最好有)
● 热风枪(如果你选用了贴片元件)
● 调节电位器用的小螺丝刀
大部分元件的宽容度很高,其实不要求参数很准确,比方说1.6k或1.8k的电阻都可以用来代替R1.一些有特殊要求的器件如下:
● 电位器:普通的电位器就能用,但如果想精确调整的话,推荐使用多圈可调电位器.为了调节便利,还需要一把小螺丝刀.
● MOS管:这里用的是IRF540.用其他MOS管替代的话,要求Vdss在80V以上,Vth的最小值在2V~4V,导通电阻尽可能小(IRF540是0.077欧),同时做好散热片配备.特别要说的一点是,一些高性能的MOS(比方主板上的供电MOS)由于Vth的最小值过低(它们能在很低的栅压下导通,在大部分情况下这是优点),用在这个电路上容易误触发导致占空比调节困难(RP1稍一调整电流就急剧上升),所以使用替代器件时一定要注意参数.
● 高压包:使用黑白电视机的8脚高压包.如果只是产生高压玩玩,可以直接用原有的初级线圈.但是直接在磁棒上重绕初级线圈来提高输出电压也是流行的玩法之一.
● 彩电的高压包不适于这一电路,因为它们的初级设计电压是220V,需要按照匝数对它们进行改装才好用.但是它们的输出电压比黑白电视机高很多,在制作20-40kV输出的高压产生器时少不了它们.
3 焊接电路
焊接电路依照电路图即可,难度不大.出于平安起见最好把高压包和低压部分分隔,调试完成后再组装到一起.
一些需要注意的小地方:
•给MOS安上足够大的散热片并留出散热片的空间.我有点后悔散热片用小了,结果调试的时候由于发烧不敢加大MOS电流.
•背面通过大电流的走线不克不及用小股铜线飞线,我用了大量的锡在万能板上堆出电源线和地线.
•高压包的脚位:4脚是次级线圈的地线,2,5,6,7,8脚则是初级线圈.推荐选用5脚和8脚通入交流信号,但在这些脚中任选两个都会在次级感应出高压,可以按照实际电路中的表示选择.当然,直接在磁棒上用导线自绕初级线圈也是可以的.
4 调试高压产生器
警告:调试的时候有高压触电危险,请千万小心
•首先调试低压部分,先不插上芯片,接上电源以后用万用表测试芯片插座上的供电电压和电路各点电位,确认正常以后断开电源接上芯片.
•示波器这时候可以派上用场了,丈量MOS管的栅极电压,一切正常的话就能像我这样在屏幕上看到方波波形——148.8KHz,12.4V峰峰值,一切正常.
•接下来调节方波的频率和占空比,记得之前说过的么?电位器RP1调节占空比,RP2调节频率.把振荡频率调到120KHz左右,占空比约10%,然后进行下一步.断开电源,接上高压包(千万不要在带电的时候干活) .
•这时候如果有一个能显示实时电流的实验电源会很好用,没有的话就需要时刻注意散热片温度避免MOS过热烧毁了....把高压输出线摆到不会影响任务的地方,打开电源输出,注意这时候的电流值.如果过大的话,马上关掉电源,调节RP1减小方波占空比,然后再试.我最后把电流调节到了约600mA,如果需要更高的输出电压可以在散热片允许的规模里提高MOS管电流.
•然后小心翼翼的拿起高压包的输出线(可以看到这是厚绝缘层的特制高压线,拿几cm以后的绝缘层,千万不要碰到输出线头….),将线头靠近高压包4脚的引出线,看到蓝紫色的美丽电弧了么?
5 等离子蚀刻
•当高压电极接近,极间电场接近空气的击穿强度时,就会击穿空气,产生明亮的电弧.
空气中电弧放电产生的等离子体为热等离子体,电子温度与气体温度大致相等,可达103~105K.运用它的局部低温和高化学活性,可以用在烧蚀资料,熔炼金属,概略处理等方面.把上一步中得到的蓝紫色电弧引向白纸,可以看到纸张概略碳化,电弧瞬间烧出了一个小洞.
•更进一步的电弧展示在一个水蜜桃上(苹果梨之类带一定水分的水果都行)进行,将水蜜桃与次级线圈的地线相连,接着就可以用高压输出线的尖端对桃子放电,产生的电弧烧蚀碳化果皮,在上面形成黑色的焦痕.由于电弧的低温,被碳化的只有表层,里面仍然是水灵灵的果肉,普通的火焰可做不到这一点.任务时的电弧实际呈黄色,
这是因为果皮中的部分红分受热气化混入等离子体的缘故.只要资料有一定的导电
性(例如水果肉菜,被打湿的皮革),就可以用这种办法在上面刻字.
•顺便,在这里可以体会一下前面为什么一直要求注意平安:虽然这个高压产生器功率不大,危险性相对而言不是很高,但要在不小心触电时在皮肤上留下焦黑的痕迹和弥漫的烤肉气味还是没有问题的……
6 电弧球
•淘宝上出售的成品电弧球
•或许你在网上或者科技馆见到过图上这样的电弧球,球里漂亮的极光翩翩起舞,当把手指放到上面时还会出现一条随着手指尖端移动的绚丽电弧.归根结底这也是等离子体的功绩,玻璃球中的低压气体在高电压下辉光放电(注意,和之前空气中电弧的弧光放电不合)会随气体不合产生美丽的光辉,实际上这也就是霓虹灯的发光原理.
在电弧球中有一个高压产生器,高频高压的电极一端通到玻璃球内的球形电极,另一端接地.当手指接触玻璃球时,电流从玻璃球内电极-气体-玻璃球壳-人体-大地形成回路,于是就产生了随手指移动的漂亮放电电弧.由于球壳与人体间的电容很小,通过的交变电流也极小,因此对人没有危险.
•通过以上的原理阐发,很容易发明在已经有了高压产生器的前提下,只需要一个充填了稀薄气体的带电极玻璃球就可以自制电弧球.一个很好的器材是老式的透明电灯泡,以前国内生产的40w以下电灯泡通常抽真空(并且限于技术真空度还略差.)用来做这个再好不过.可惜的是现在的灯泡多数充填氮气和氩气,买到的菲利普灯泡在高压下其实不克不及放电……
•但是我在意想不到的地方找到了一个替代品,就是日光灯启辉器中的玻璃泡.泡中充填了少量氩气,高压放电时收回蓝色光,很是漂亮.唯一的问题就是玻璃泡的体积太小,玩起来不小心的话很容易触电,想和正牌的电弧球一样做成安排是不成能了……
•某位筒子向我推荐了发橘红色光的充气稳压电子管WY-3P,我手头没有所以没法实验,有这玩意的筒子感兴趣的话可以自行玩玩XD.
7 总结在这个电路的基础上,还有很多可以改良的地方.
改良电路拓扑可以大大提高任务效率,加入反应电路和输出滤波电容则可以得到带稳压的可调高压电源.最为令人兴奋的想法还是在磁棒上重绕初级线圈,这样可以在高压包上获得
15kV级此外电压,这样可以获得更加壮不雅的等离子电弧,同时还可以为我计划中的静电飘升机提供备选电源.
同时,调整占空比可以控制电弧放电的电流大小(也是电弧产生热量的多少),占空比的快速变更足以引发电弧周围空气的快速热胀冷缩,从而收回声音:这是等离子扬声器的原理,由于只有极小质量的空气振动,从而具有极好的高频响应.理论上说在拉出稳定电弧的情况下,在TL494的4脚加载音频信号就可以获得调制的电弧发声(实例),但在实验时这个自制高压产生器收回的声音音量极小,推测可能是高压产生器的功率不敷,原来的电弧电流太小的缘故.要改良这一点不但需要改装高压包,还需要改换散热片和MOS管,任务量稍微大了些.现在它被排在我的计划队列里,等到有好消息的时候我会再来的.
本文转自果壳网.
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