Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
PLC Fatek
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V

ghost666 06 Wrz 2015 19:13 9714 26
  • Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V
    Zaprezentowany zasilacz wysokiego napięcia zaprojektowany został do generacji wysokiego napięcia o stałej wartości, równej około 50 kV. Można łatwo skonwertować go do wersji regulowanej, zasilając go poprzez autotransformator (jeśli wykorzystaliśmy zasilacz transformatorowy) lub w inny sposób kontrolując napięcie zasilające.

    Autor projektu wstępnie myślał o systemie PWM, kontrolującym moc podawaną na kondensatory w układzie, jednakże zrezygnował z tego pomysłu podczas prac. Do regulacji napięcia wystarcza kontrola nad częstotliwością pracy przetwornicy. Daje to pewną możliwość kontrolowania napięcia wyjściowego, gdyż transformator wyjściowy powinien pracować przy pewnej, określonej częstotliwości, jeśli chce się uzyskać maksymalne napięcie wyjściowe.

    Całkowity koszt pokazanego zasilacza to, według autora, około 10..15 euro, jako że większość elementów wykorzystanych w projekcie można łatwo pozyskać z złomowanych urządzeń (tak zrobił autor). Jedyne co trzeba będzie zakupić to ukłąd scalony 555, złącza i kondensatory. Dlatego właśnie przydaje się mieć kupę złomu w warsztacie :).

    W projekcie dołożono szczególną uwagę, aby odizolować wysokie napięcie wyjściowe od pozostałych elementów wewnętrznych.



    UWAGA:

    To bardzo niebezpieczny projekt, jego realizacji powinni podejmować się jedynie ludzie z doświadczeniem w elektronice i najlepiej w pracy z wysokimi napięciami. Jeśli to Wasz pierwszy projekt - poproście o pomoc kogoś doświadczonego.


    Krok 1: Potrzebne elementy:

    Zasilanie:
    * Transformator + mostek prostowniczy + kondensatory
    lub
    * Zasilacz impulsowy





    * Dodatkowy zasilacz dla sterownika przetwornicy
    * Przełącznik i złączki
    * Rurka termokurczliwa
    * Płytka drukowana - uniwersalna lub wytrawiona do tego projektu
    * Układ 555 i podstawka pod niego
    * Stabilizator 7812 z radiatorem
    * 2 x kondensator 100 nF
    * Kondensator 1 µF
    * Kondensator 10 nF
    * Kondensator 68 µF lub 100 µF.
    * 2 x dioda 1N4148
    * 3 opornik 10 kΩ
    * Po oporniku 10 Ω na każdy tranzystor MOSFET
    * Opornik 680 Ω
    * Opornik 470 Ω
    * Potencjometr 10 kΩ
    * Potencjometr 100 kΩ
    * Pokrętła do potencjometrów
    * Para komplementarna NPN-PNP np. 2N2222 i 2N2907
    * Dioda i sensor podczerwieni
    * 1 Tranzystor BC547 lub podobny
    * 2x złącza bananowe lub inne, izolowane.
    * Tranzystory MOSFT - autor wykorzystał 3 x IRF540N, ale można wykorzystać np. pojedynczy IRFP260
    * Radiator i wentylator dla MOSFETów
    * Przycisk chwilowy
    * Transformator wysokiego napięcia z telewizora lub monitora kineskopowego
    * Około 1 m grubego kabla miedzianego
    * Żywica epoksydowa

    Krok 2: Obliczenia

    Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V


    Jedyne obliczenia, jakie konieczne są podczas projektowania tego układu to te związane z pojemnością kondensatorów filtrujących w zasilaczu, jeśli zdecydowaliśmy się na klasyczny zasilacz transformatorowy. W tym przypadku autor zamontował w układzie 20 000 µF pojemności - przy tej wartości zasilanie nie jest zbyt czyste, ale układ nie jest zbyt wymagający. Można dodać więcej pojemności, ale nie jest to konieczne. Z uwagi na spore zakłócenia w napięciu zasilającym, powodowane skokami w poborze prądu i słabym filtrowaniem, zaleca się sam sterownik zasilać z innego źródła napięcia, aby uniknąć nieprzyjemnych niespodzianek.

    Krok 3: Obudowa

    Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V


    Każdy zasilacz potrzebuje obudowy, chroniącej użytkownika przed porażeniem, To jest zasilacz wysokiego napięcia, co oznacza, że wyjątkowo mocno potrzebuje takowej obudowy. Preferowanym materiałem do jej wykonania jest plastik, ale może być też drewno. Metalowa obudowa jest odradzana, z uwagi na problemy z izolacją jej od wysokiego napięcia.

    Jakkolwiek zaleca się wykorzystanie plastiku, autor skorzystał z drewna, jako materiału na obudowę ponieważ nie mógł znaleźć odpowiednio dużej plastikowej obudowy. Na zdjęciach powyżej zaprezentowano poszczególne kroki montowania obudowy. Uwaga: jeśli chcemy pomalować obudową, trzeba upewnić się, że farba nie jest przewodząca. Rekomendowana jest farba olejna, farby wodne są przewodzące i nie powinno się z nich korzystać.

    Jakkolwiek drewno jest całkiem dobrym izolatorem może ono chłonąć wilgoć. Nie powinno się wykorzystywać zasilacaw drewnianej obudowie w wilgotnym środowisko. Dobrym rozwiązaniem jest przesuszenie drewna np. w piekarniku, przed malowaniem.

    Krok 4: Sterownik

    Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V


    Autor zaprojektował niewielki układ oparty o timer 555. Posiada on regulację częstotliwości (od 5 kHz do 50 kHz) i wypełnienia impulsów (od 5% do 50%). Układ ten zasilany jest napięciem 12 V niezależnym od napięcia podawanego na transformator wysokiego napięcia. Niestety wykorzystany zasilacz nie dostarcza dostatecznego prądu, co powoduje problemy z czasem ładowania bramek MOSFETów i przekłada się na pogorszenie wydajności układu i zmniejsza napięcie na wyjściu.

    Tranzystory MOSFET w układzie to trzy, równolegle połączone układy IRF540N. Autor wykorzystał te elementy, bo miał je pod ręką, ale można je także niedrogo nabyć. Jeśli już coś kupujemy, to jednakże lepiej wykorzystać pojedynczy trznzystor np. IRFP260N. W tym układzie tranzystory są jedynie lekko ciepłe, pod pełnym obciążeniem.

    Autor planował do kontroli nad układem wykorzystać scalony transoptor, ale zamiast tego skorzystał diodę i sensor na podczerwień. Dioda połączona jest z przyciskiem chwilowym poprzez opornik. Można ominąć izolację optyczną i połączyć przycisk z pinem 4 555 poprzez rezystor 10 kΩ do masy.

    Uwaga: Aby sterować stopniem wypełnienia w zakresie od 5% do 50% (a nie do 100%) trzeba umieścić opornik 10 kΩ szeregowo z potencjometrem, tak jak pokazano na obrazku powyżej - szeregowo z diodą przy kondensatorze. Jeśli połączymy go szeregowo z drugą z diod, wtedy regulacja będzie obejmować zakres od 50% do 100%.

    Schemat i projekt płytki drukowanej, w formie plików Eagle, pobrać można z poniższych linków:
    schemat
    płytka drukowana

    Krok 5: Połączenie

    Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V


    Po upewnieniu się, że układ działa poprawnie, można podłączyć równolegle połączone MOSFETy. Wystarczy połączyć ich dreny i źródła z pomocą grubego kabla, a bramki podłączyć do drivera poprzez opornik 10 Ω. Zastosowanie opornika w bramce, jest niezwykle istotne przy równoległym łączeniu tranzystorów.

    Na tym etapie można do układu podłączyć też zasilanie sieciowe oraz przełącznik kontrolujący pracę układu. Bardzo istotne jest zastosowanie rurek termokurczliwych podczas łączenia elementów, szczególnie przy napięciu sieciowym - nie chcemy mieć żadnych odizolowanych kabli na potencjale sieci zasilającej w obudowie.

    Izolacja optyczna w formie transoptora wykonana jest w oparciu o diodę LED podczerwoną oraz sensor podczerwieni, zamknięte w kawałku rurki termokurczliwej. Dioda zasilana jest poprzez opornik i przełącznik z baterii. Układ ten należy odsunąć od innych elementów w celu zapewnienia maksymalnej izolacji galwanicznej w systemie.

    Po złożeniu opisanych powyżej elementów można ponownie przetestować działanie wszystkiego i przystąpić do finalnego montażu zasilacza.

    Krok 6: Montaż zasilacza

    Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V


    Po dobraniu odpowiedniego zasilacza można złożyć układ w całość. Zasilacz 12 V połączony jest z zasilaczem przetwornicy poprzez wspólny przełącznik. Zasilacz przetwornicy składa się z transformatora, mostka prostowniczego i kondensatorów. Elementy polutowano ze sobą, a połączenia zabezpieczono rurką termokurczliwą.

    Następnie, należy podłączyć do zasilania tranzystory MOSFET i połączyć je z transformatorem przetwornicy.

    Krok 7: Transformator przetwornicy: przygotowanie, montaż i izolacja

    Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V


    Przygotowanie transformatora do pracy wymaga odnalezienia pinu dodatniego i ujemnego. Ten pierwszy wyprowadzony jest na kablu, a ujemny odnaleźć można poruszając dodatnim i obserwując pomiędzy którymi pinami powstanie łuk elektryczny. Do ujemnego pinu dolutować należy gruby drut, a całość zabezpieczyć klejem epoksydowym lub klejem na ciepło.

    Następnie, jako uzwojenie pierwotne, nawijamy 10 zwojów grubego drutu. Dodatnie wyprowadzenie łączymy z początkiem uzwojenia,a koniec podłączamy do drenu MOSFETów wyjściowych drivera. Ich źródło połączone jest z masą zasilacza.Do wykonania tych [połączeń wykorzystać można kostkę elektryczną - pozwala to wygodnie przełączać poszczególne kable.

    Jedną bardzo istotną cechą transformatorów tego rodzaju jest fakt, że mają on wbudowaną diodę, co oznacza, że prąd płynąć może tylko w jedną stronę. Należy sprawdzić przy jakiej polaryzacji uzwojenia pierwotnego transformator lepiej się sprawuje, np. porównując długość łuku.

    Aby lepiej odizolować układu, wyprowadzenie wysokiego napięcia przechodzi do osobnej komory w obudowie, przez niewielki otwór o średnicy zbliżonej do średnicy kabla wysokiego napięcia. Wyprowadzenie wysokiego napięcia przylutowane jest do gniazda bananowego, zabezpieczonego plastikową pianką, która dodatkowo izoluje cały układ. Podobną piankę wykorzystano do zaizolowania komory transformatora wysokiego napięcia.

    Na zdjęciach widać niewielki plastikowy element wokół gniada wysokiego napięcia. Jest to niewielki plastikowy kubeczek z dodanym otworem - nie jest to może rozwiązanie tak dobre jak złącze dedykowane do wysokiego napięcia, ale na pewno jest tańsze i całkiem nieźle spełnia swoje zadanie, chroniąc przed zapłonem niepożądanego łuku.

    Krok 8: Testowanie pracy układu

    Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V


    Po złożeniu zasilacza można przetestować jego działanie. Najlepiej bardzo ostrożnie. Zaleca się załączenie urządzenia z pomocą np. długiego patyka za pierwszym razem. Po przetestowaniu działania układu, można dodatkowo testować go w ciemności - pozwoli to na obserwację ewentualnych przebić wewnątrz urządzenia. Jeśli zaobserwujemy coś takiego należy dodatkowo zaizolować to miejsce.

    Na tym etapie można zoptymalizować pracę układu regulując częstotliwość i wypełnienie impulsów. Wystarczy ustawić łuk i zmaksymalizować jego długość kręcąc potencjometrami w układzie. Można też mierzyć płynący przez transformator wysokiego napięcia prąd i spróbować go zmaksymalizować w podobny sposób.

    Do czego zastosować taki zasilacz?

    Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V


    * Zasilanie lampy z promieniami X
    * Jonizacja gazów
    * Generator ozonu
    * Drabina Jakuba
    * Dzwonek Franklina
    * Jonolot
    * Napylanie i depozycja metali
    * Silnik elektrostatyczny

    ...i wiele wiele innych ciekawych (i czasami niebezpiecznych!) eksperymentów.

    Dodatkowo układ można zaadaptować do wykorzystania jako głośnik plazmowy. Na pin 5 układu 555 podać można bezpośrednio sygnał audio (mono) lub ewentualnie poprzez niewielki wzmacniacz, jeśli głośnik nie jest dostatecznie głośny.

    Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V


    Żródło: http://www.instructables.com/id/50000V-High-Voltage-Power-Supply/?ALLSTEPS


    Fajne!
  • ambtechnic
  • #2 06 Wrz 2015 22:06
    RasJahman
    Poziom 7  

    Jaką moc pobiera ten zasilacz z sieci?

  • #3 06 Wrz 2015 22:33
    ghost666
    Tłumacz Redaktor

    RasJahman napisał:
    Jaką moc pobiera ten zasilacz z sieci?


    Autor pisze, że zasilacz przetwornicy pobiera około 5 A. Prąd wyjściowy w/g autora to ok 30 mA, co daje zawrotne 1,5 kW na wyjściu. Mniej-więcej się zgadza.

  • ambtechnic
  • #5 06 Wrz 2015 22:50
    ghost666
    Tłumacz Redaktor

    Kraniec_Internetów napisał:
    1,5kW to całkiem sporo.
    30mA na wyjściu, czyli co stałoby się z człowiekiem gdyby przypadkiem się dotknął? Nie jest to duży prąd więc...


    Przy 50 kV 30 mA to jest dużo...

  • #6 06 Wrz 2015 22:51
    kajzerek90
    Poziom 7  

    30mA to prąd który nie wywołuje ubocznych efektów fizjologicznych u normalnego człowieka, ale patrząc bo zdjęciach deski w tym artykule, na pewno ten zasilacz wywołał by spore poparzenia.

  • #7 06 Wrz 2015 22:56
    DVDM14
    Poziom 35  

    ghost666 napisał:
    RasJahman napisał:
    Jaką moc pobiera ten zasilacz z sieci?


    Autor pisze, że zasilacz przetwornicy pobiera około 5 A. Prąd wyjściowy w/g autora to ok 30 mA, co daje zawrotne 1,5 kW na wyjściu. Mniej-więcej się zgadza.


    1,5kW? Bez szans. Z praktyki - większość trafopowielaczy ulega zniszczeniu w okolicach 500W. ;) I do tego potrzeba solidnej końcówki mocy, jak 2T forwad lub półmostek tranzystorowy. Tu mamy flyback, takowy absolutnie nie ma szans przenieś mocy na tym poziomie.

    5A, ale przy 12V, bo pomiar nie był wykonywany po stronie sieci, ale po stronie niskonapięciowego zasilania obwodów mocy. :) Co daje nam 60W. Znacznie bardziej realistyczne.

    Trafopowielacz nie wytrzyma prądu wtórnego 30mA. Kto dokonywał sekcji takowego, ten wie jak niesamowicie cienki znajduje się drut na uzw. wtórnym. Ich prąd znamionowy to 2-3mA dla bardzo dużych telewizorów. Można je popchnąć dalej, ale nie aż tak. Autor projektu musiał popełnić w tym miejscu błąd pomiarowy.

    Również wygląd łuku świadczy, że nie może być mowy o takich mocach. Już przy 600W łuki wyglądają tak (przykład własny):


    Link


    I do tego celu trzeba użyć dwóch trafopowielaczy równolegle, bo jeden nie daje rady. ;)

    Przy 1500W to "puszysta" wstęga białej plazmy topiąca stalowe druty jak plastik, którą da się wyciągnąć na ponad 30cm.

    A tak wygląda uzwojenie wtórne trafopowielacza. :D

    Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V

  • #8 06 Wrz 2015 23:14
    ghost666
    Tłumacz Redaktor

    DVDM14 napisał:
    Przy 1500W to "puszysta" wstęga białej plazmy topiąca stalowe druty jak plastik, którą da się wyciągnąć na ponad 30cm.


    Zobacz na filmik, który zamieściłem w pierwszym poście - autor topi tam metalową szpilkę.

  • #9 07 Wrz 2015 00:03
    DVDM14
    Poziom 35  

    ghost666 napisał:
    DVDM14 napisał:
    Przy 1500W to "puszysta" wstęga białej plazmy topiąca stalowe druty jak plastik, którą da się wyciągnąć na ponad 30cm.


    Zobacz na filmik, który zamieściłem w pierwszym poście - autor topi tam metalową szpilkę.


    Nie od dziś bawię się HV i nie jeden łuk widziałem. :) Szpilkę można stopić spokojnie przy 60W. Ja pisałem o topieniu gwoździ i grubych drutów. ;)

    Wygląd łuku mówi sam za siebie. Popatrz na filmik który zamieściłem wyżej i na ten, który Ty wskazujesz, porównaj ich zachowanie...
    Łuki generowane przez omawiany projekt nie mogą wytracać więcej jak kilkadziesiąt watów. Dużej mocy łuki mają charakterystyczną cechę "wyciągania". Tzn. że po wstępnym zapłonie tworzą stabilny kanał plazmy który można rozciągnąć na długość znacznie większą niż początkowo, mój filmik dobrze to obrazuje. Jak widać łuki z pierwszego postu nie wykazują takiego zachowania mimo, że deklarowana moc jest ponad dwukrotnie większa od uzyskanej przeze mnie. ;)

    Dodam tylko jeszcze, że sprawność zaprezentowanej tutaj przetwornicy raczej nie przekracza 70% (uroki flybacka). Teraz, jeżeli na wyjściu mamy 1500W, a to tylko 70% przetwarzanej energii i reszta grzeje (głównie) klucz... Chyba nie muszę rozwijać tej myśli. :)

    Oczywiście, jak zaznaczałem wcześniej, piszę tu jako praktyk - to nie są teoretyczne rozmyślania. To wnioski wynikłe z własnych doświadczeń. :)

    Kraniec_Internetów napisał:
    1,5kW to całkiem sporo.
    30mA na wyjściu, czyli co stałoby się z człowiekiem gdyby przypadkiem się dotknął? Nie jest to duży prąd więc...


    kajzerek90 napisał:
    30mA to prąd który nie wywołuje ubocznych efektów fizjologicznych u normalnego człowieka, ale patrząc bo zdjęciach deski w tym artykule, na pewno ten zasilacz wywołał by spore poparzenia.


    Zabić, by może nie zabiło. Ale zakładając hipotetyczny przypadek że miałbyś te 30mA przy 50kV, to zważ, że cała ta moc (1500W) wydzieliłaby się na Tobie grzejąc Twoje tkanki. Została by paskudna, zwęglona rana w punkcie gdzie łuk dotknął skóry. Możliwe, że również dalsze uszkodzenia termiczne okolicznych tkanek.

    Do tego mogłyby wystąpić różnorakie parastezje (zaburzenia w czuciu i władzy nad porażoną częścią ciała). Prąd płynie tam, gdzie mu łatwiej. A nerwy przewodzą znacznie lepiej niż np. mięśnie.

    Dodano po 40 [minuty]:

    Właśnie zauważyłem czytając artykuł dokładniej... Autor nigdzie nie napisał, że zmierzył pobór prądu i wynosi on 5A. Napisał tylko, że tranformator zasilający powinien mieć "prąd znamionowy przynajmniej 5A". Znaczy więc to, że faktyczny pobór prądu nie został podany. :)

  • #10 07 Wrz 2015 00:17
    Doctore.
    Poziom 18  

    Chwila, 50kV i drewniana obudowa?
    Czy to nie czasami jakaś rosyjska konstrukcja?

  • #11 07 Wrz 2015 12:12
    KaW
    Poziom 34  

    Zastosowany trafopowielacz może mieć napięcie wyjściowe robocze do 27kV.
    Przeciętnie przyjmuje się na 1mm wyładowania napięcie 1kV. Zakładając, że do trafopowielacza założono fabryczne kondensatory powielające na około 10kV - całość działania tego urządzenia jest bardzo niebezpieczna.
    Nie nadaje się do powtórzenia przez początkujących elektroników.

  • #12 07 Wrz 2015 12:27
    DVDM14
    Poziom 35  

    KaW napisał:
    Zastosowany trafopowielacz może mieć napięcie wyjściowe robocze do 27kV.
    Przeciętnie przyjmuje się na 1mm wyładowania 1kV. Zakładajac, że do trafo- powielacza założono fabryczne kondensatory powielajace na około 10kV[...]


    To niezupełnie tak.

    Obecnie w trafopowielaczach nie ma... Powielacza. :) To zwykły transformator z prostownikiem jednopołówkowym w szeregu z uzwojeniem wtórnym. Nazwa trafopowielacz jest czysto historyczna - jeden podzespół zastępujący funkcje dawniej realizowaną przez dwa osobne, czyli transformator i powielacz napięcia. Nie wynika z jego budowy. Wyżej pokazywałem rozkrojony FBT, widzisz tam kondensatory? :)

    Jeżeli jakieś są, to jeden - równolegle między "HV-" a przewodem anodowym, pełniący rolę pojemności filtrującej (wygładzającej) napięcie. Spotykane głównie w komputerowych monitorach CRT, gdzie pojemność kineskopu nie wystarcza w tym celu.

    Dla zobrazowania, schemat serwisowy używanych przeze mnie FBT:

    Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V

    A także schemat trafopowielacza z monitora PC, gdzie widoczny jest wspominany przeze mnie kondensator:

    Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V

    Ze znamionowym napięciem w okolicach 27kV się zgodzę. Ale nie zgodzę się, że to ograniczenie - na tyle został pomyślany, lecz spokojnie można osiągnąć 50kV i więcej, do poziomu w którym trzeba trafko zanurzać w oleju transformatorowym bo pojawiają się przebicia po jego powierzchni. :) Po drodze ulegają przebiciu diody tworzące prostownik HV i "przerabiamy" trafopowielacz z DC na AC (gdyby tam był powielacz, to w tej chwili już trafko stałoby się niefunkcjonalne).

    Z tego co pamiętam, dopiero w okolicach 60kV izolacja nie wytrzymuje i pojawiają się wewnętrzne przebicia niszczące FBT. Przebicie diod przyśpiesza proces - korony powoli "przeżerają" izolację.

  • #14 07 Wrz 2015 18:49
    Owen27
    Poziom 10  

    Ktoś zwrócił uwagę na uziemienie obudowy?
    Kabel PE ze złącza AC jest przykręcony do obudowy, na filmie lepiej to widać. Jest to trochę dziwne no bo drewnianej obudowy się nie uziemia, a jeśli się nie chciało wykorzystać PE to lepiej by było nie lutować do niego kabelka i ewentualnie dać termokurczke lub całkowicie usunąć ten pin.

  • #16 07 Wrz 2015 21:55
    ghost666
    Tłumacz Redaktor

    Kraniec_Internetów napisał:
    Zaraz zaraz! Nowy wynalazek.
    Układ ma moc wyjściową 1,5kW czyli 50kV*30mA - zgadza się.
    Zasila to z 230V przy prądzie chyba 5A czyli na wejściu mamy moc 1150W.
    Układ ma więc sprawność 130 procent - brawa dla autora.


    Jak zamiast znaku = postawimy ≈ to już wszystko się zgadza ;) nie?

  • #17 07 Wrz 2015 22:02
    Kraniec_Internetów
    Poziom 39  

    ghost666 napisał:
    Kraniec_Internetów napisał:
    Zaraz zaraz! Nowy wynalazek.
    Układ ma moc wyjściową 1,5kW czyli 50kV*30mA - zgadza się.
    Zasila to z 230V przy prądzie chyba 5A czyli na wejściu mamy moc 1150W.
    Układ ma więc sprawność 130 procent - brawa dla autora.


    Jak zamiast znaku = postawimy ≈ to już wszystko się zgadza ;) nie?

    Nie. Napisz to proszę jak ty to widzisz...

  • #18 07 Wrz 2015 22:15
    ghost666
    Tłumacz Redaktor

    Kraniec_Internetów napisał:
    ghost666 napisał:
    Kraniec_Internetów napisał:
    Zaraz zaraz! Nowy wynalazek.
    Układ ma moc wyjściową 1,5kW czyli 50kV*30mA - zgadza się.
    Zasila to z 230V przy prądzie chyba 5A czyli na wejściu mamy moc 1150W.
    Układ ma więc sprawność 130 procent - brawa dla autora.


    Jak zamiast znaku = postawimy ≈ to już wszystko się zgadza ;) nie?

    Nie. Napisz to proszę jak ty to widzisz...


    Załóżmy błąd pomiarowy każdej z wartości równy 5%, co daje nam:

    Napięcie wyjściowe (50±2,5) kV, prąd wyjściowy (30±1,5) mA.
    Napięcie zasilania zakładam jako równe 230 V, bo sieć ponoć w miarę stabilna, a prąd zasilania jako (5±0,25) A. Wyliczam teraz:

    Moc wyjściowa (50±2,5) kV * (30±1,5) mA = (1500±150) W
    Moc wejściowa 230 V * (5±0,25) A = (1150±58) W

    Czy już można powiedzieć że 1350 W ≈ 1200 W ? Wydaje mi się, że tak, tym bardziej, że uważam, że pomiar wysokiego napięcia szczególnie obaczony jest dużo wyższym błędem niż 5%.

  • #19 07 Wrz 2015 22:26
    Kraniec_Internetów
    Poziom 39  

    Nadal mamy 15oW wyjęte z dolnej części pleców.
    Poza tym coś takiego ma sprawność na poziomie 60-70% a nie powyżej 100%. Nawet gdyby na wejściu było faktycznie 1350W z twoich szacunków, to za cud uznam na wyjściu wartość 1kW. Może i się mylę, ale Kolega DVDM14 napisał, że nie da się takiej mocy przepchnąć przez trafo powielacz (i ma rację bo kiedyś próbowałem 700W) a i nie wytrzyma toto takiego napięcia.
    Niniejszym autor (twórca urządzenia) podkolorował swoje wyczyny.

  • #20 07 Wrz 2015 22:49
    KaW
    Poziom 34  

    1-dziekuję za wyjasnienia dot. trafopowielacza.Patent bardzo dobry i ekonomiczny.
    2-ja budowałem żrodło wysokiego napiecia ujemnego -przy użyciu kondensatorów wys. napiecia prod. PRL.Do jonizacji powietrza jonami ujemnymi.
    3-tutaj -w rachunkach -wszyscy zapominaja o tym ,że jest to urzadzenie impulsowe . W impulsie jest tej mocy trochę, ale na jakies kilowaty nie ma co liczyć .

  • #21 07 Wrz 2015 23:03
    baser
    Poziom 13  

    kajzerek90 napisał:
    30mA to prąd który nie wywołuje ubocznych efektów fizjologicznych u normalnego człowieka, ale patrząc bo zdjęciach deski w tym artykule, na pewno ten zasilacz wywołał by spore poparzenia.


    30mA: silne skurcze mięśni, samodzielne uwolnienie niemożliwe, początek paraliżu dróg oddechowych, możliwość utraty przytomności


    DVDM14 napisał:
    Zabić, by może nie zabiło. Ale zakładając hipotetyczny przypadek że miałbyś te 30mA przy 50kV, to zważ, że cała ta moc (1500W) wydzieliłaby się na Tobie grzejąc Twoje tkanki. Została by paskudna, zwęglona rana w punkcie gdzie łuk dotknął skóry. Możliwe, że również dalsze uszkodzenia termiczne okolicznych tkanek.


    Dobrze prawisz :)

  • #22 08 Wrz 2015 09:38
    KaW
    Poziom 34  

    1-ze wzgledu na powtarzalność "trafopowielaczy", należałoby wykorzystywać uzwojenie kluczujace firmowe z tym samym typem tranzystora oraz jego diody zabezpieczającej.Napiecie zasilające regulowane -od 30V wzwyż, do takich napięć jakie były w odb.TV /250V/.

    2-ponieważ transformatory te maja diody prostujace wewnatrz -na wyprowadzeniu znajduje sie juz wysokie napięcie .Jest ono krotnościa napięcia zasilania stopnia -tak jak w TV.

    3-teraz -biorąc pod uwage fakt , iż transformator jest policzony i zbudowany dla jednej częstotliwości pracy -można zbudować ukłąd sterujacy zasilajacy impulsem sterujacym, kilka równolegle połaczonych transformatorów./ wyjsciem wys. napięcia/ .

    4- na obciążeniu wystąpi -pokolejno- moc każdego trafopowielacza.

    5- sterowanie z rozdzielacza impulsów -z impulsem o dł.impulsu własciwej dla danego typu trafo. /15625 Hz /?

  • #23 08 Wrz 2015 11:54
    DVDM14
    Poziom 35  

    Jeśli chodzi o moc tematowej przetwornicy, chyba już wystarczająco opisałem to zagadnienie, ale widzę wciąż nie rozwiałem wszystkich wątpliwości. :)
    Po zachowaniu i wyglądu łuku, na podstawie empirycznych doświadczeń, oceniam przenoszoną na wyjście moc na poniżej 100W, pewnie okolice 50..80W.

    No i gwóźdź do trumny teorii o kilowatach. Detal, co do którego jestem bardzo zdziwiony że nikt nań nie zwrócił uwagi. Cały obwód mocy jest zasilany przez transformator. Zwykły, sieciowy, nie impulsowy transformator. Który wygląda tak:

    Zasilacz wysokiego napięcia - 50 000 V

    Ile on może przenieś mocy? 100, 150W? Widzieliście jakie rozmiary mają trafa zdolne przenieść ponad 1,5kW mocy? :D

    Kraniec_Internetów napisał:
    Niniejszym autor (twórca urządzenia) podkolorował swoje wyczyny.


    Albo pomylił zera. :) Błąd pomiarowy też wchodzi w grę - przebieg po stronie wtórnej nie dość, że jest wysokiej częstotliwości, to ma wredny kształt i z łatwością może doprowadzić każdy miernik do pokazywania kompletnych bredni. Przerabiałem w praktyce. Jak dla mnie jedyną pewną metodą pomiaru jest wpięcie się z odpowiednim bocznikiem i pomiar przy użyciu cyfrowego oscyloskopu z odpowiednim zestawem funkcji, a sądząc po budowie prezentowanego urządzenia nie sądzę by autor stosował taką metodologię. ;)


    @KaW, jeśli chodzi o Twoje rady co do zwiększenia mocy to jest w nich sens, ale tu nie dadzą zbytnio efektu. Dlaczego?

    Otóż przede wszystkim aby osiągnąć dużą moc trzeba by zmienić topologię pracy układu. Obecna, tj. flyback jest ze swej natury ograniczona. Ciężkie warunki pracy klucza, niska sprawność (tudzież duże grzanie elektroniki), szpile i oscylacje napięcia etc. Dla przetwornic w tej topologii przeniesienie 200W to już duże osiągnięcie i raczej nie zbyt idzie je "pchać" dalej, chociażbyś dał na wyjściu sto trafopowielaczy równolegle. 500W to już marzenie. Musiałbyś odprowadzać potworne ilości ciepła i panować nad przepięciami przy użyciu masywnych snubberów. Sprawność pewnie spadła by w okolice 50-60%, co jest tragicznym wynikiem.

    Flybacki nie są przeznaczone do przetwarzania dużych mocy. Ich zastosowanie to niewielkiej mocy układy, gdzie ich główną zaletą jest prostota budowy (chociaż w układzie odchylania TV są stosowane z innego względu, ale to temat na inną dyskusję, bo dla nas nie ma specjalnego znaczenia).

    Trzeba by użyć układu w topologii przystosowanej do przenoszenia dużych mocy. Moi faworyci to dwu tranzystorowy forward, (pół)mostek lub rezonansowy push-pull ZVS (słynna przetwornica Mazzilliego i jej pochodne). W takiej topologi przez pojedynczy FBT można bez problemu przepchnąć nieco pond 400W (tzn. można i dużo więcej, ale trafopowielacz nie będzie z tego zadowolony czego skutki są wiadome :) ) i z łatwością łączyć kilka FBT równolegle. Taki układ odpowiednio zaprojektowany i zeskalowany przeniesie i kilka kW przy czym będzie miał bardzo wysoką sprawność i pewnie będzie się grzał mniej, niż opisywany w tym wątku. :)

    Pogląd na takie rozwiązania masz w zbudowanej prze mnie przetwornicy, którą już wcześniej opisywałem jako przykład do porównania. Jak ktoś chce obejrzeć ją dokładniej: Link
    Osiąga okolice 600W przy użyciu dwóch trafopowielaczy. W planach mam też dużo większa przetwornicę na mostku.

    KaW napisał:
    1-ze wzgledu na powtarzalność "trafopowielaczy", należałoby wykorzystywać uzwojenie kluczujace firmowe z tym samym typem tranzystora oraz jego diody zabezpieczającej.Napiecie zasilające regulowane -od 30V wzwyż, do takich napięć jakie były w odb.TV /250V/.


    Równie dobre efekty uzyskują układy wykorzystujące kompletnie inaczej zbudowaną "końcówkę mocy" oraz własne pierwotne. A w przypadku wyższej mocy przetwornic w topologii innej niż flyback, dowinięcie własnego uzwojenia jest zasadniczo koniecznością a działają nieporównywalnie wydajniej. ;)

    KaW napisał:

    2-ponieważ transformatory te maja diody prostujace wewnatrz -na wyprowadzeniu znajduje sie juz wysokie napięcie .Jest ono krotnościa napięcia zasilania stopnia -tak jak w TV.


    Z tą krotnością to też tak i nie. Zgadza się w topologiach które wcześniej wymieniałem. Ale nie w przypadku flybakca. Flyback wykorzystuje magazynowanie energii w polu magnetycznym i gwałtownej jej "zwalnianie" co pozwala generować napięcia wyższe niż wynikające z przekładni i napięcia zasilania - za to jedynie w formie bardzo krótkich "szpilek".

    KaW napisał:

    3-teraz -biorąc pod uwage fakt , iż transformator jest policzony i zbudowany dla jednej częstotliwości pracy -można zbudować ukłąd sterujacy zasilajacy impulsem sterujacym, kilka równolegle połaczonych transformatorów./ wyjsciem wys. napięcia/ .

    4- na obciążeniu wystąpi -pokolejno- moc każdego trafopowielacza.

    5- sterowanie z rozdzielacza impulsów -z impulsem o dł.impulsu własciwej dla danego typu trafo. /15625 Hz /?


    Z tą częstotliwością to ciekawa sprawa. Trafopowielacze to nietypowe podzespoły, bo lubią pracę w warunkach innych niż te na które są zaprojektowane. :) Co do częstotliwości, to najlepiej pracują w okolicach 20-40kHz. A wytrzymują nawet i 80kHz bez problemu. :) FBT z monitorów działają spokojnie na ponad 120kHz.

    Jeśli chodzi o łączenie równoległe, przykład praktyczny dałem już wyżej.

  • #24 08 Wrz 2015 16:25
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Do argumentów kolegi DVDM14 dodam jeszcze jeden.

    Autor napisał w komentarzach pod artykułem (na instructables) że zmierzył prąd wyjściowy 30mA (jeśli nie kłamie), jak to możliwe ze 30mA*50kV≠1,5kW, bardzo prosto, zmierzył prąd zwarciowy, więc moc wyjściowa 0V*30mA zamiast 0V mogło być kilkadziesiąt - spadek napięcia na łuku elektrycznym i rezystancji uzwojenia.

    Jakie są szanse żeby amator który buduje obudowy z drewna posiadał sztuczne obciążenie na 50kV i 1,5kW - zerowe, po prostu nie ten poziom zaawansowania i nie to wyposażenie, na elektrodzie mamy wielu lepszych fachowców od HV, z lepszym warsztatem.

    Ogólnie artykuły na instructables maja niski poziom merytoryczny (w tym brak schematu całości), później kolega tłumacz musi się tłumaczyć, że to nie on popełnił "dzieło".

  • #25 08 Wrz 2015 16:35
    Freddy
    Poziom 43  

    Gdzie tam 1,5kW, nie przesadzajcie, skoro zasilacz do tego jest

    Cytat:
    5 amps and 20 volts
    a dokładniej potem napisał
    Cytat:
    I've used a 12V 1A PSU from an old router.

    Chodziło wiec pewnie o prąd 30µA.

  • #26 08 Wrz 2015 16:47
    KaW
    Poziom 34  

    "Trafopowielacze to nietypowe podzespoły, bo lubią pracę w warunkach innych niż te na które są zaprojektowane."


    -same sprzeczności w tej wypowiedzi.

  • #27 08 Wrz 2015 16:58
    DVDM14
    Poziom 35  

    KaW napisał:
    "Trafopowielacze to nietypowe podzespoły, bo lubią pracę w warunkach innych niż te na które są zaprojektowane."


    -same sprzeczności w tej wypowiedzi.


    Do czego konkretnie się odnosisz?

    Jeśli chodzi o formę, to jest ona celowa i poprawna.

    Jeżeli zaś o treść, to również jest ona poprawna.

    Nietypowe, ponieważ większość komponentów raczej trzyma się rozsądnie poniżej parametrów znamionowych. A trafopowielaczom zasadniczo ich przekraczanie nie szkodzi, ba, w tedy spisują się lepiej. :D

    Są projektowane z myślą o pracy w topologii flyback, a najwydajniej pracują w układach nie mających z nią praktycznie nic wspólnego. Najwięcej mocy przenoszą przy częstotliwości wyższej od znamionowej. Również znaczne przekraczanie napięcia i mocy do jakich są pomyślane nie szkodzi im.

    Nie rozumiem zatem co mi zarzucasz i proszę o rozwinięcie, abym mógł się do tych zarzutów ustosunkować.