Projekt zasilacza wysokiego napięcia

Dzień dobry!
Potrzebuje pomocy przy budowie zasilacza wysokiego napięcia (na wyjściu którego panuje napięcie 350-500V). Zasilacz ten przeznaczony byłby do usuwania jonów z komory Wilsona. Zależało by mi aby nie było to urządzenie o dużej mocy. Zasilanie jego mogłoby być zarówno z sieci jak z transformatora. Myślałam o zrealizowaniu go jako powielacz napięcia, ale także w tym przypadku nie wiem za bardzo jak się za to zabrać.
Ponieważ nie jestem bardzo obeznana w budowie takich elementów, byłabym wdzięczna za wszelkie wskazówki konstrukcyjne, pomysły i rady.

Jeśli kilka mA Cię zadowoli, najszybciej inwerter do świetlówek plus prostownik.

casiopeia1993 wrote:

Zasilanie jego mogłoby być zarówno z sieci jak z transformatora

Rozumiem, że albo bezpośrednio z 240V bez separacji galwanicznej, albo z zasilacza.

casiopeia1993 wrote:

Zależało by mi aby nie było to urządzenie o dużej mocy

bobeer wrote:

Jeśli kilka mA Cię zadowoli,

10 mA x 500V = 50W dużo to czy mało?
Około 500V DC uzyskasz prostując 350 V AC. Niepotrzebny powielacz, wystarczy transformator od starego radia lampowego.

Dziękuje za odpowiedzi. Mogłabym prosić jeszcze o kilka wskazówek do samego wykonania?

vodiczka wrote:

10 mA x 500V = 50W dużo to czy mało?

A nie 5W?

Sorry, oczywiście 5W, 50W byłoby przy 100mA.

casiopeia1993 wrote:

Mogłabym prosić jeszcze o kilka wskazówek do samego wykonania?

Jakich wskazówek? Jeżeli chcesz zasilać bezpośrednio z sieci (zdajesz chyba sobie sprawę, że nie jest to bezpieczne rozwiązanie) zastosuj prostownik w układzie podwajacza napięcia (poszukaj w Google) da napięcie ok. 640V; zwykły ok. 320V W obu przypadkach napięcia będą poza wymaganym zakresem. Problem rozwiąże zastosowanie autotransformatora lub transformatora o odpowiednim napięciu na uzwojeniu wtórnym.

Kwestia, jakie transformatory masz do dyspozycji. Jeśli chcesz uzyskać 500V, to można: użyć transformatora, który daje 360V~ + mostka Graetza + kondensatora; albo użyć transformatora, który daje 180V~ + dwu diod + dwóch kondensatorów (układ podwajacza napięcia). Jeśli masz tylko transformatory dające niskie napięcie, ale masz ich pod dostatkiem, to możesz połączyć ze sobą dwa: z tego, który zasilasz z sieci, zasilacz uzwojenie wtórne drugiego, na uzwojeniu pierwotnym drugiego uzyskasz spore napięcie (ten drugi powinien normalnie dawać wyższe napięcie na uzwojeniu wtórnym, niż ten pierwszy, np. pierwszy może dawać 12V~, drugi 14V~, wtedy na uzwojeniu pierwotnym drugiego uzyskasz około 180V~; nie można w ten sposób uzyskać na transformatorze napięcia wyższego od napięcia sieci, bo spowodujesz nasycenie rdzenia). Wreszcie, można zrobić generator zasilany niskim napięciem i podłączyć do niego transformator odwrotnie.

Uwaga: transformator małej mocy ma spory zapas przekładni, ponad 10% - z tego powodu napięcie z odwrotnie włączonego transformatora jest znacznie (np. 20%) niższe, niż wychodzi ze szkolnego wzoru na transformator, weź to pod uwagę przy obliczaniu napięcia.

Diody: powinny mieć nominalne napięcie nie mniejsze, niż 600V - z łatwo dostępnych 1N4006 (jak również 1N4007, 1N4008) spokojnie wystarczą. Nie pamiętam, czy 1N4005 też.

Raczej nie używaj kondensatora większego, niż potrzebny - w razie przypadkowego dotknięcia do niego rozładuje się on przez tego, kto dotknie, co przy większej pojemności oznacza większą energię wyładowania.

Z dyskusji wynika, że mając dwa identyczne trafo z uzwojeniem pierwotnym na 230VAC i wtórnym na 2000VAC łącząc równolegle uzwojenie pierwotne a szeregowo wtórne uzyskam 4000VAC ?
I nic szlag nie trafi.

Jeżeli izolacja pomiędzy rdzeniem a uzwojeniem wytrzyma 8000 V AC, to nie trafi

Zobacz tu: www.youtube.com/watch?v=kWswXI0b9Ds
Zwróć uwagę na komentarze pod filmem. "3 pary traf, gdzie w każdej parze uzwojenia pierwotne połączone są szeregowo, natomiast same pary połączone są równolegle. Uzwojenia wtórne: układ symetryczny, wszystkie połączone w szereg, a środek połączenia uziemiony."

vodiczka wrote:

Jeżeli izolacja pomiędzy rdzeniem a uzwojeniem wytrzyma 8000 V AC, to nie trafi [/i]

tego nie rozumiem, dlaczego 8000V AC ?, mam dwa trafa zalewane od zasilania neonów. Dają na wyjściu 7500V a ja chcę mieć 15000V, więc wymyśliłem sobie że można podłączyć szeregowo te wtóre uzwojenia i będę miał te 15000V. Byłoby prościej kupić gotowy ale niestety w unii jest zakaz sprzedaży trafo powyżej 10000V - dlaczego tego nie wiem.

Przy połączeniu szeregowym dwóch identycznych uzwojeń napięcie się podwaja, podwaja się również różnica potencjałów pomiędzy uziemionym rdzeniem a uzwojeniem.

2000VAC sinusoidalne za każdego uzwojenia to około 5657V szczytowe w sumie - jeśli jeden koniec będzie uziemiony, to między drugim, a ziemią będzie występować takie napięcie. W transformatorach wysokonapięciowym powinien być wyróżniony koniec uzwojenia, który ma lepszą izolację. Ale napięcie można podwyższyć stosując powielacz - 6-cio krotny wystarczy, by z uzwojenia 2000VAC uzyskać ponad 15kV.

_jta_ wrote:

2000VAC sinusoidalne za każdego uzwojenia to około 5657V szczytowe w sumie - jeśli jeden koniec będzie uziemiony, to między drugim, a ziemią będzie występować takie napięcie. W transformatorach wysokonapięciowym powinien być wyróżniony koniec uzwojenia, który ma lepszą izolację. Ale napięcie można podwyższyć stosując powielacz - 6-cio krotny wystarczy, by z uzwojenia 2000VAC uzyskać ponad 15kV.

Ok, ale ja potrzebuję 15kV zmiennego i 50mA.
Da rade to zrobić na powielaczu, jeżeli tak to jak ?

A to jest moc 750W - sporo, nie projektowałem nic podobnego. Należy się zastanowić, jaką metodą będzie najtaniej - przy 50Hz taki powielacz wymaga kondensatorów o dużych pojemnościach (dziesiątki uF) na napięcie rzędu 3kV; do tego transformatora o mocy co najmniej kilowata - miniaturowe (ani tanie) to nie będzie. Może lepiej przetwornica impulsowa, działająca przy zwiększonej częstotliwości? To pozwoli użyć mniejszego (pod względem rozmiarów - kilkanaście razy mniejsza objętość) transformatora i kondensatorów o mniejszych (kilkaset razy) pojemnościach.

_jta_ wrote:

A to jest moc 750W - sporo, nie projektowałem nic podobnego. Należy się zastanowić, jaką metodą będzie najtaniej - przy 50Hz taki powielacz wymaga kondensatorów o dużych pojemnościach (dziesiątki uF) na napięcie rzędu 3kV; do tego transformatora o mocy co najmniej kilowata - miniaturowe (ani tanie) to nie będzie. Może lepiej przetwornica impulsowa, działająca przy zwiększonej częstotliwości? To pozwoli użyć mniejszego (pod względem rozmiarów - kilkanaście razy mniejsza objętość) transformatora i kondensatorów o mniejszych (kilkaset razy) pojemnościach.

Jestem w stanie wykonać prototyp takiej przetwornicy impulsowej, tyle tylko że ja w tym temacie to zielony jestem. Tylko skąd schemat, może ktoś z kolegów pomoże ?

Pewnie najprościej tak: transformator o dużej mocy (powyżej 1kW) podwyższający napięcie (ale do takiego, żeby jeszcze były tranzystory i kondensatory), prostownik+kondensatory, generator (częstotliwość z kilkanaście kHz) o dużej mocy z wyjściem push-pull, powielacz. Alternatywa, to prostownik z sieci + kondensatory, z tego zasilana przetwornica na częstotliwość kilkanaście+ kHz z transformatorem o rdzeniu ferrytowym - ale to oznacza np. problem z zaprojektowaniem tego transformatora, a to już nie dla początkujących. Tak czy siak, trzeba umieć policzyć działanie czegoś takiego, trzeba wyszukać odpowiednie elementy, pamiętając o tym, że kondensatory i rdzenie ferrytowe bywają z różnych materiałów i nie wszystkie się nadają.

A to zapewne ma być zasilacz do klasycznej Tesli cewki, może rezydent 11 potwierdzi lub zaprzeczy

Co do wykonania miałem na myśli -w/g schematu sporządzonego przez kogoś.
Nie jest to zasilacz do cewki Tesli,wymagania co do prądu i napięcia nie są przesadzone, 15.000VAC i 38 do 40mA tyle będzie potrzeba do pracy urządzenia, dlatego 50mA wydajności przyjąłem za bezpieczne.
Środki mam i nawet gdybym miał przeznaczyć do 4000PLN to nie widzę w tym problemu.
Widzę, że najlepszym sposobem będzie zakup trafa o moich wymaganiach z usa i w kraju dodatkowego trafa 230/110. W tej kwocie się zmieszczę.

A ja mam jeszcze parę uwag. (1) Transformator wysokiego napięcia może mieć rozróżnienie końców uzwojenia: "gorący" i "zimny" (z nich tylko "gorący" wytrzymuje wysokie napięcie względem rdzenia i uzwojenia sieciowego) - układ zasilany zwykle ma jakąś "masę" i nie można robić tak, żeby "gorący" koniec uzwojenia był (nawet przez przewodzącą diodę) połączony z "masą" - to wyklucza użycie mostka Graetza, prostownik _musi_ być jednopołówkowy (można zrobić dwa jednopołówkowe i uzyskiwać z nich napięcia dodatnie i ujemne), do zrobienia dwupołówkowego trzeba mieć dwa uzwojenia wtórne o przeciwnych fazach, albo użyć dwóch transformatorów. (2) Jak już mamy różne końce i prostownik jednopołówkowy, to można szeregowo z "gorącym" końcem połączyć kondensator i do niego dwie diody tak, by powstał podwajacz napięcia - to pozwoli użyć transformatora na niższe napięcie; zwykle to jest niekorzystne, gdyż wymaga prostowania jednopołówkowego, ale ono i tak jest konieczne ze względu na transformator. (3) Moc, jaką można uzyskać z prostownika, jest znacznie (np. półtora raza) mniejsza, niż nominalna moc transformatora - w temacie o prostowniku do ładowania akumulatorów zamieściłem program, który to wylicza.

Napięcia nawet ponad 20kV stosowano w telewizorach kineskopowych (z CRT), jakkolwiek tam prądy były niewielkie, może parę mA - można by pomyśleć o użyciu wielu takich połączonych równolegle, być może to okaże się tańszym i łatwiejszym rozwiązaniem, niż transformator sprowadzany z USA.

_jta_ wrote:

A ja mam jeszcze parę uwag

przeczytałem - sprawdzę te końce uzwojenia przed zakupem. Ceny w jakich można kopić trafo zaczynają się od 200USD a kończą na 350USD producent http://www.franceformer.com/neon_data.html, więc nie jest to szaleństwo cenowe.

WojcikW wrote:

Sprawdź w firmie TELTO (mają sklep internetowy)

dziękuje za info , ceny fakt przystępne ale maksymalny prąd to 30mA, to za mało o 7-8mA.