Ovládač transformátora Flyback pre začiatočníkov: 11 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Schéma bola aktualizovaná o lepší tranzistor a obsahuje základnú ochranu tranzistora vo forme kondenzátora a diódy. Stránka „Ďalej“teraz obsahuje spôsob, ako zmerať tieto slávne napäťové špičky voltmetrom

Flyback transformátor, niekedy nazývaný aj linkový výstupný transformátor, sa používa v starších CRT televízoroch a počítačových monitoroch na výrobu vysokého napätia potrebného na pohon CRT a elektrónového dela. Majú tiež pomocné vinutia nízkeho napätia, ktoré návrhári televízie používajú na napájanie iných častí televízora. Pre experimentátorov vysokého napätia ich používame na výrobu vysokonapäťových oblúkov, čo vám tento návod ukáže, ako postupovať. Transformátory flyback môžete získať zo starých monitorov CRT a televízorov, ktoré sú veľké a objemné. Ďalšie pokyny na týchto webových stránkach ukazujú, ako ich odstrániť zo šasi a dosky plošných spojov.

Vylúčenie zodpovednosti

V žiadnom prípade nezodpovedám za to, že sa s týmto okruhom pomýlite.

Krok 1: Čo budete potrebovať

Mnoho z týchto komponentov je možné vytiahnuť zo starých dosiek plošných spojov a často je možné bez problémov vykonať ich výmenu.

1x Flyback transformátor

Zachránené zo starého CRT televízora/monitora alebo kúpené online (nenechajte sa okradnúť, tieto veci majú hodnotu asi 15 dolárov, keď sú nové). Zdá sa, že televízne flybacky fungujú najlepšie s týmto okruhom, flybacky na monitore nevydávajú toľko.

1x tranzistor ako MJ15003

MJ15003 s týmto ovládačom funguje dobre, na niektorých miestach však môže byť trochu drahý. To som použil pre svojho vodiča.

Uvádza sa, že NTE284 a 2N3773 poskytujú podobný výkon ako MJ15003, zatiaľ čo KD606 a KD503 údajne tiež fungujú. KD je v dnešnej dobe ťažké zohnať lacno a boli bežnejšie vo východnej Európe.

2n3055 je klasický tranzistor, ktorý je často spárovaný s týmto ovládačom na internete, ale hodnotenie 60 V obmedzuje jeho použiteľnosť a častejšie spôsobuje jeho zničenie. Špičkové napätie kolektora na emitor ľahko stúpne nad toto 60 V hodnotenie a zacvakne, keď sa tranzistor pokazí, čo spôsobí rozsiahle zahriatie a prípadné zlyhanie zariadenia. Nepoužívajte ho, ak áno, budete potrebovať veľký kondenzátor, napríklad 470-1uF, na obmedzenie špičkového napätia. Vďaka tomu budú oblúky veľmi malé.

MJE13007 tiež bežal zle v mojich testoch bez ďalších úprav obvodu.

Dobrý tranzistor má nízke oneskorenie vypnutia (doba skladovania) a časy pádu, slušný prúdový zisk (Hfe), napríklad MJ15003 meria s mojím čínskym testerom zisk 30.

Tiež musí byť dimenzovaný na niekoľko ampérov, aby zvládol špičkové prúdy a najmenej 120 V, ale uprednostňuje sa napätie pod 250 V, pretože časti s vyšším napätím často v tomto obvode nekmitajú. Mnoho zvukových a lineárnych aplikačných tranzistorov má tieto parametre.

1x Chladič s montážnymi skrutkami a maticami

(Väčší chladič je lepší). MJ15003 používa štýl puzdra TO-3, zatiaľ čo MJE13007 používa TO − 220, hardvér TO-3 je spravidla drahší ako TO − 220. Tí, ktorí sú zruční v kovoobrábaní, si mohli vyrobiť vlastný chladič zo šrotu vyvŕtaním požadovaných montážnych otvorov, pre viac informácií stačí vygoogliť technický výkres tranzistora TO-3 alebo TO − 220.

Na lepší prenos tepla medzi tranzistorom a chladičom sa odporúča tepelná podložka alebo pasta/mazivo. Na to stačia najlacnejšie a najškaredšie veci, ktoré nájdete na ebay. Dalo by sa dokonca ušetriť na staré LED žiarovky alebo televízor, z ktorého ste vzali flyback! Množstvo hrachu je veľa a tranzistor ho stlačí a rozloží.

1x 1 w odpor

Hodnotu tohto odporu určuje napätie vášho zdroja. 150 ohmov pre 6v, 220 ohmov pre 12v, 470 ohmov pre 18v. Je v poriadku ísť vyššie, ale nie nižšie. Budem vyrábať 12 V ovládač, takže odteraz budem odkazovať na odpor 220 ohmov.

1 x 22 ohmový odpor 5 wattov

Tento odporník sa zahreje! Okolo neho nechajte priestor na prúdenie vzduchu. Znížením odporu tohto odporu sa zvýši výkon vo vysokonapäťovom oblúku, ale tranzistor bude viac namáhaný. Je v poriadku ísť vyššie vo výkone, ale nie nižšie.

2x dióda s rýchlou obnovou, jedna dimenzovaná na minimálne 200 V 2 ampéry s dobou reverzného zotavenia pod 300 ns, druhá na 500 mA a 50 v minimum (UF4001-UF4007 tu funguje dobre).

Chránia tranzistor pred hrotmi záporného napätia, práve som použil tie, ktoré sa nachádzajú na televíznej doske.

Na 200v 2 amp diódu som použil BY229-200, ale všetko, čo spĺňa tieto minimálne požiadavky, bude fungovať. MUR420 a MUR460 sú najlacnejšie dostupné v mojom miestnom elektronickom obchode, EGP30D až EGP30K by tiež fungovali spolu s UF5402 až UF5408.

Pre druhú reverznú diódu cez emitor a základňu som použil UF4004, táto chráni základňu pred záporným pulzom a zabraňuje degradácii zisku tranzistora.

1x kondenzátor

Malo by ísť o typ fólie alebo fólie s minimálnym napätím 150 V a teplotou 47 až 560 nF. Tento kondenzátor tvorí kvázi rezonančný tlmiaci prvok a pomáha chrániť tranzistor pred prepätím s pozitívnym prúdovým napätím. Väčší kondenzátor obmedzí výstupné napätie, ale poskytne dodatočnú ochranu. Použil som 200nF (kód 204) s mojím 12 V meničom. Tranzistorom s vyšším napätím môžete znížiť kapacitu a nechať napätie zvoniť na vyššiu úroveň, čím sa na výstupe zvýši napätie.

Na stránke „ideme ďalej“zaradím techniku na meranie napätia zberača špičiek na emitor pomocou multimetra.

Drôt (postačí akýkoľvek starý šrot). Pre primárne cievky a cievky so spätnou väzbou bude stačiť akýkoľvek drôt s priemerom 18 AWG (0,75 mm2) až 26 AWG (0,14 mm2), príliš hrubý a nezmestí sa, aj keď je príliš tenký a bude obmedzovať napájať a zahriať sa.

Dobrým zdrojom sú nechcené slaboprúdové napájacie káble spotrebiča. Použil som 1 meter pre primárnu a 70 cm pre spätnú väzbu, s 12 V ovládačom to dáva dostatok dodatočnej dĺžky na experimentovanie s viacerými zákrutami, prebytok je možné odrezať po dokončení ladenia.

Smaltovaný medený magnetický drôt je v dnešnej dobe príliš drahý na cievku, aby som ho odporučil, a navyše má škaredý zvyk poškriabať a skratovať jadro.

Určitý spôsob pripojenia komponentov, ako sú spájkovacie prepínače spájky alebo aligátora

Dala by sa použiť doska na pečenie, ale pamätajte na to, že tranzistor a odpory nespôsobia jej roztavenie!

6, 12 alebo 18v zdroj napájania minimálne 2 ampéry (viac o tomto ďalej).

Krok 2: Výber kondenzátora

Kondenzátor na tranzistore by mal vyzerať podobne ako na obrázku vyššie a mal by byť dimenzovaný na najmenej 150 voltov striedavého prúdu, kapacita závisí od vášho napájacieho napätia, napätia zberača tranzistorov a napätia emitora, počtu závitov na cievkach (viac závitov = viac špičkového kolektorového napätia). Kondenzátory nachádzajúce sa v starých spotrebičoch v sieti 120 V/230 V sú na to dobré, nazývajú sa kondenzátory triedy X.

Cieľom je, aby kondenzátor obmedzil špičkové napätie tranzistora na úroveň, ktorá ho nezničí, a zároveň mu umožnilo zvýšiť dostatočne vysoko, aby bol z transformátora flyback dobrý vysokonapäťový výstup. Väčšia kapacita spôsobí, že oblúk bude menší, ale bude vyzerať viac ako plameň. Maximálny prenos energie je vtedy, keď je kondenzátor presne naladený na počet závitov na cievkach v takzvanom „kvázi rezonančnom“režime.

Pre môj 12v menič som použil 200nF filmový kondenzátor a ktorý obmedzil špičkové napätie na 140J menovitom MJ15003 na asi 110v, tu sú niektoré všeobecné počiatočné hodnoty (za predpokladu, že tranzistor 120v+, tranzistory s nižším napätím budú potrebovať väčšiu kapacitu).

• 47nF-100nF pre 6v
• 150nF-220nF pre 12v
• 220nF-560nF pre 18v

Na dosiahnutie najlepších výsledkov musí byť tento kondenzátor spolu s diódou fyzicky blízko tranzistora, aby sa minimalizovali účinky indukčnosti parazitického obvodu.

Napätie kolektora k emitoru môžete merať voltmetrom pomocou prídavného kondenzátora a diódy, ako je znázornené na jednom z vyššie uvedených obrázkov.

Krok 3: Naviňte dve cievky

Okolo jadra naviňte dve oddelené cievky. Spätná väzba 8 otáčok a 4 otáčky je dobrým východiskovým bodom pre 12V, o niečo menej pre 6V a niekoľko ďalších primárnych závitov pre 18V. Odporúča sa experimentovať a výstupný výkon je možné ovládať týmto spôsobom. Menej spätných väzieb bude mať za následok slabší oblúk, zatiaľ čo viac primárnych závitov poskytne vyššie výstupné napätie.

Smaltovaný drôt neodporúčam, pretože izolačná vrstva má vo zvyku byť poškriabaná okrajmi jadra a skratovaná a navyše je v dnešnej dobe drahá! Jadro je v skutočnosti vodivé a meria asi 10 kohm od konca do konca, takže akékoľvek poškodené oblasti izolácie smaltovaného drôtu sú ako pripojenie parazitného odporu medzi nimi.

Otázka: Prečo nemôžem použiť vstavané cievky?

Odpoveď: Už som to v minulosti urobil s určitým úspechom, je to hlasné a škrípavé ako klince na tabuli. Navyše môže byť obťažujúce zisťovanie, ktoré cievky použiť, najlepšie je vygoogliť si číslo modelu flybacks a zistiť, či miesta ako HR diemen majú schému.

Krok 4: Namontujte tranzistor na chladič

Naneste kúsok tepelnej zmesi alebo vložte tepelnú podložku, rovnomerne rozotrite a potom namontujte tranzistor na chladič.

Chladič je dôležitý, pretože tranzistor rozptyľuje energiu ako teplo. Kúpil som najlacnejší chladič, aký som našiel, ale väčší je lepší. Tranzistor, ktorý som použil, je v štýle puzdra TO-3

Nedovoľte, aby sa nohy tranzistora dotkli kovového chladiča, inak skratujete základňu a emitor ku kolektoru.

Použil som náhodne skrutky a matice, ktoré som našiel v garáži, ale sú dosť lacné na miestach, ako je ebay alebo v miestnych stavebných predajniach.

Otázka: Môžem použiť tranzistor PNP? Odpoveď: Áno, ale budete musieť obvod v zásade vybudovať dozadu, aby ste získali kladnú zem, schému schematického ovládača PNP nájdete na stránke „Ďalej“.

Otázka: Je chladič skutočne potrebný? Odpoveď: Áno, ak chcete používať tento obvod viac ako 10 sekúnd, chladič je životne dôležitý, pretože tranzistor sa zahrieva.

Otázka: Môžem použiť MOSFET? Odpoveď: Nie, MOSFET nebude pre tento obvod fungovať (ostatné samočinné oscilácie navrhnuté pre jednotlivé MOSFETy sú k dispozícii).

Krok 5: Pripojenie drôtu k zberaču tranzistorov

Kovové puzdro tranzistora je kolektor, to znamená, že je potrebné k nemu vytvoriť elektrické pripojenie. Krúžkové krimpovacie alebo spájkovacie oká sú správny spôsob, ako to urobiť, ale ak ich nemáte, stačí omotať okolo skrutky nejaký drôt. Nebude to tak mechanicky znieť ako „správny“spôsob, ale bude to fungovať.

Krok 6: Spojenie obvodu dohromady

V grafickom diagrame je červená cievka primárna, pričom jeden koniec sa pripája na kladné „+“napájacieho zdroja/batérie, druhý koniec sa pripája k kolektoru tranzistorov, ktorý je v skutočnosti kovovým plášťom samotného tranzistora, ak je 3, ako je použitý tranzistor MJ15003. Zelená cievka je spätná väzba, pričom jeden koniec sa pripája k strednému bodu dvoch rezistorov a druhý k základni tranzistora (pri pohľade na spodnú stranu MJ15003 je to kolík vľavo).

Krok 7: Napájanie obvodu

Na napájanie obvodu odporúčam zdroj energie, ktorý môže dodávať minimálne 2 ampéry, nižší bude pravdepodobne fungovať, ale obmedzí výkon.

Pridajte viac závitov na obe vinutia, aby ste zvýšili výkon (na rozdiel od toho, čo som čítal online), čím sa zníži prevádzková frekvencia a umožní sa zvýšenie primárneho prúdu. Počet závitov poskytuje základnú formu obmedzenia prúdu spolu s horným odporom (vyšší odpor = menší prúd základne a menší výkon oblúka).

Stolný zdroj napájania Je samozrejmé, že ak je prúdový limit nastavený príliš nízko, obvod môže zlyhať v oscilácii.

Nástenná bradavica/nabíjačka Môžete ich použiť, ale dávajte pozor na ich napätie a prúdové hodnotenie. Odroda spínaného režimu sa s najväčšou pravdepodobnosťou samočinne obmedzí/vypne, ak sa prekročí maximálny prúd.

Záchranný transformátor Vykonal som to sám pre môj 12 V menič, 48 VA transformátor, ktorý vydáva 9 V striedavý prúd, poskytne po úprave a vyhladení zhruba 12 V DC 3 ampéry. Kondenzátor 25 V 4700uF poskytne veľa vyhladenia, ja by som šiel s minimálnymi diódami 50 V 4 amp mostového usmerňovača.

Lítiové články v sérii sú skvelé, pretože môžu dodávať veľa prúdu.

Vŕtacie batérie sú v poriadku, väčšina z nich je 18 V, preto používajte obvod 18 V. AA batérie v sérii sú v poriadku, oblúky sa budú postupne vybíjať a znižovať. Batéria AA sa považuje za vybitú, keď v pokoji klesne pod 0,9 V, ale mnohé z nich môžu stále napájať iné záťaže, aj keď už nie sú schopné dodať šťavu pre tento obvod. 12 V olovená batéria je veľmi dobrý spôsob napájania tohto obvodu.

12v autobatéria viď vyššie.

6v lampové batérie budú napájať tento obvod dlho, kým sa oblúky začnú zmenšovať. V dnešnej dobe nie sú príliš bežné a sú dosť drahé, nemrhajte peniazmi, ak sú k dispozícii lacnejšie možnosti!

Batérie AAA budú chvíľu fungovať, ale nevydržia tak dlho ako väčšie články AA, ale majú aj vyšší vnútorný odpor, takže budú strácať viac energie ako teplo batérie.

Batérie 9v/PP3 poskytnú niekoľkominútovú hru, keď sú nové, než sa oblúky zmenšia a obvod prestane fungovať. Horný odpor bude pravdepodobne musieť byť okolo 180 ohmov pre 9v, ale neurobil som schému 9v ovládača, pretože by to pravdepodobne viedlo ľudí k používaniu 9v batérií PP3 a sklamaniu.

Krok 8: Bezpečnosť na prvom mieste

Pri kreslení oblúkov … Naliehavo vás žiadam, aby ste si vyrobili „kuraciu palicu“, ktorá je izolačnou tyčinkou, na ktorú pripevníte jeden z vysokonapäťových drôtov a nakreslíte oblúky. Je to oveľa bezpečnejšie, ako držať vysokonapäťový drôt v ruke. PVC rúra je na to veľmi dobrá, drevo je tiež jemné, pokiaľ je suché.

Desivé varovania. Vrátane očividného rizika úrazu elektrickým prúdom je potrebné si uvedomiť aj to, že oblúk je VEĽMI horúci a môže sa ľahko spáliť alebo zapáliť čokoľvek, čoho sa dotkne. Dokonca aj káblová izolácia bude horieť, ak na ňu nakreslíte oblúk. Ak trváte na horení kúskov papiera alebo iných predmetov, vezmite to do úvahy a nájdite spôsob, ako oheň uhasiť.

• Nikdy sa nedotýkajte vysokonapäťového vodiča alebo flybacku, keď je obvod v chode.
• Uistite sa, že môžete ľahko prerušiť napájanie obvodu.
• Nepoužívajte tento obvod na nevhodnom povrchu, ako je napríklad holý kov alebo ľahko horľavý povrch.
• Tranzistorový chladič sa môže zahriať, dávajte pozor, aby ste sa nespálili.
• 22 ohmový odpor bude horúci.
• Kolektor primárnej cievky a tranzistora môže zvoniť až niekoľko stoviek voltov, nedotýkajte sa ani týchto.
• Káble vysokého napätia držte mimo ostatných častí obvodu.
• Držte domáce zvieratá mimo dosahu. Rovnako ako riziko šokovania vášho domáceho maznáčika iskrami, mnohé domáce zvieratá radi žujú veci, ako sú drôty, vysokofrekvenčný hluk môže rozrušiť aj zvieratá, aj keď ich nepočujete.

Vylúčenie zodpovednosti V žiadnom prípade nezodpovedám za to, že týmto okruhom pokazíte alebo zraníte seba alebo ostatných.

Krok 9: Nájdenie vysokonapäťového vratného kolíka

Ak chcete nájsť návrat vysokého napätia, najskôr zapojte kuraciu palicu do výstupu vysokého napätia (veľký hrubý červený drôt) a potom zapnite obvod. Mali by ste počuť vysoký tón, ak ho nepočujete, prejdite na stránku na riešenie problémov. Kuracie tyčinky priveďte k kolíkom na dne flybacku a prejdite okolo nich jednotlivo. Niektoré z nich môžu mierne iskriť, ale jeden by mal poskytnúť pevný konštantný oblúk VN, toto bude váš vratný kolík VN. Teraz by ste mali odpojiť kuraciu palicu od HV von a namiesto toho ju pripojiť k vratnému kolíku HV. Dávajte pozor, aby ste spätný kolík nevytiahli príliš silno, pretože sa môže vytrhnúť.

Krok 10: Riešenie problémov

Problém?

Ak nie je vysoké napätie, skúste obrátiť pripojenia k jednej z cievok

Ak je napätie vysoké, ale oblúk je malý, skúste obrátiť primárne aj spätnoväzbové cievkové zapojenie

Zaistite, aby boli všetky pripojenia bezpečné a nič neskratovalo. Smaltovaný drôt je známy zlými spojmi, spájkovanie nie vždy prerazí sklovinu, takže sa na ňom musíte dostať do stredoveku

Skontrolujte, či sa základňa a nohy vysielača na tranzistore nedotýkajú chladiča

Funguje to, ale oblúky sú malé a slabé. Zmerajte napätie DC pri zaťažení tým, že ho zmeriate pri kreslení oblúkov

Zapínanie a vypínanie obvodových impulzov. Je to spôsobené tým, že sa napájací zdroj dostane do ochrany, ak nie je prekročený maximálny menovitý prúd napájacieho zdroja, môže vám pomôcť elektrolytický kondenzátor niekoľko stoviek uF cez napájacie koľajnice

Funguje to, ale tranzistor sa veľmi zahrieva. Pohrajte sa s počtom závitov na cievkach, najskôr znížte počet otáčok so spätnou väzbou

22 ohmový odpor sa zahrieva, to je normálne. Je to môj 12 V ovládač, rozptýli 2 W, ale to stačí na to, aby bola väčšina malých odporov príliš horúca na dotyk. Ak vám nie sú pohodlné príliš horúce súčiastky na dotyk, zvýšte tepelnú hmotnosť (upgradujte na odpor s vyšším výkonom)

Rozbil jadro? Prilepte ho späť k sebe, pričom určité druhy lepidiel pomôže priľnavosť najskôr navlhčením párovacích povrchov vodou

Krok 11: Choďte ďalej

Špičku špičkového napätia na tranzistore môžete merať metódou zobrazenou na obrázku, je dôležité udržiavať vrchol zberača na napätie emitora pod maximálnym hodnotením tranzistora v bezpečnej prevádzkovej oblasti (asi 80 V pri 3 ampéroch). MJ15003).

Zdá sa, že tranzistor na chvíľu upne špičkové odtokové napätie, ale to rýchlo vedie k zlyhaniu súčiastky.

Tranzistory PNP je možné použiť otočením niekoľkých vecí.

Na získanie vzorov výboja je možné použiť fotografiu s dlhou expozíciou.

Skúste vytvoriť Jacobov rebrík umiestnením dvoch pevných vodičov, ako je hrubý medený drôt, do zvislého tvaru V, oblúk sa tvorí v najbližšom bode v spodnej časti a stúpa, keď ohrieva vzduch.

Zaujímavé sú aj vysokonapäťové kondenzátory, jeden si vyrobíte tak, že na každú stranu izolátora, akým je napríklad plastové veko nádoby, prilepíte dva kusy kuchynskej fólie a na každý list priložíte dva drôty. Teraz pripojte jednu dosku k výstupu HV a druhú k návratu HV, oblúky sa zmenia na sériu hlasných jasných puknutí! Nedotýkajte sa toho, pretože to skutočne bolí.