Flyback Transformer Driver pro začátečníky: 11 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Schéma bylo aktualizováno o lepší tranzistor a obsahuje základní tranzistorovou ochranu ve formě kondenzátoru a diody. Stránka „jít dál“nyní obsahuje způsob, jak změřit tyto proslulé napěťové špičky voltmetrem

Flyback transformátor, někdy nazývaný linkový výstupní transformátor, se používá ve starších CRT televizorech a počítačových monitorech k výrobě vysokého napětí potřebného k pohonu CRT a elektronového děla. Mají také pomocná vinutí nízkého napětí, která návrháři televizorů používají k napájení jiných částí televizoru. Pro experimentátory vysokého napětí je používáme k výrobě vysokonapěťových oblouků, což je to, co vám tento návod ukáže, jak postupovat. Flyback transformátory můžete získat ze starých CRT monitorů a televizorů, to jsou ty, které jsou velké a objemné. Další pokyny na tomto webu ukazují, jak je odstranit ze skříně a desky plošných spojů.

Prohlášení

Nejsem v žádném případě zodpovědný, pokud se s tímto obvodem popletete.

Krok 1: Co budete potřebovat

Mnoho z těchto komponent lze vytáhnout ze starých desek s obvody a často lze bez problémů provést nahrazení.

1x Flyback transformátor

Zachráněno ze starého CRT televizoru/monitoru nebo zakoupeno online (nenechte se oloupat, tyto věci mají hodnotu asi 15 dolarů, když jsou nové). Zdá se, že televizní flybacky fungují nejlépe s tímto obvodem, flybacky na monitoru tolik nevydávají.

1x tranzistor jako MJ15003

MJ15003 s tímto ovladačem funguje dobře, na určitých místech však může být trochu drahý. To jsem použil pro svého řidiče.

NTE284 a 2N3773 vykazují podobný výkon jako MJ15003, zatímco KD606 a KD503 údajně fungují také. KD je dnes těžké sehnat levně a byly běžnější ve východní Evropě.

2n3055 je klasický tranzistor často spárovaný s tímto ovladačem na internetu, ale hodnocení 60v omezuje jeho užitečnost a častěji vede k jeho zničení. Špičkové napětí kolektoru na emitor se snadno vyšplhá nad tuto hodnotu 60 V a zaskočí, když se tranzistor porouchá, což způsobí rozsáhlé zahřátí a případné selhání zařízení. Nepoužívejte to, pokud ano, budete potřebovat velký kondenzátor, jako je 470-1uF, aby se omezilo špičkové napětí. Díky tomu budou oblouky také velmi malé.

MJE13007 také běžel špatně v mých testech bez dalších úprav obvodu.

Dobrý tranzistor má nízké zpoždění vypnutí (doba skladování) a doby pádu, slušný proudový zisk (Hfe), například MJ15003 měří zisk 30 s mým čínským testerem.

Rovněž musí být dimenzován na několik ampérů, aby zvládl špičkové proudy a alespoň 120 V, ale upřednostňuje se pod 250 V, protože části s vyšším napětím často v tomto obvodu nekmitají. Mnoho zvukových a lineárních aplikačních tranzistorů má tyto parametry.

1x Chladič s montážními šrouby a maticemi

(Větší chladič je lepší). MJ15003 používá styl pouzdra TO-3, zatímco MJE13007 používá TO − 220, hardware TO-3 je obecně dražší než TO − 220. Ti, kteří jsou zruční v kovoobrábění, si mohli vyrobit vlastní chladič ze šrotu vyvrtáním požadovaných montážních otvorů, pro více informací stačí vygooglit technický výkres tranzistoru TO-3 nebo TO − 220.

Pro lepší přenos tepla mezi tranzistorem a chladičem se doporučuje tepelná podložka nebo pasta/mazivo. Na to stačí ty nejlevnější a nejodpornější věci, které můžete na ebay najít, můžete dokonce dostatečně zachránit staré LED žárovky nebo televizi, ze které jste vzali flyback! Množství velikosti hrášku je dost a tranzistor jej rozmačká a rozloží.

1x 1 W odpor

Hodnotu tohoto odporu určuje vaše napájecí napětí. 150 ohmů pro 6v, 220 ohmů pro 12v, 470 ohmů pro 18v. Je v pořádku jít na vyšší výkon, ale ne nižší. Budu dělat ovladač 12v, takže od nynějška bude odkazovat na odpor 220 ohmů.

1x odpor 22 ohmů 5 wattů

Tento odpor se zahřeje! Nechte kolem něj prostor pro proudění vzduchu. Snížení odporu tohoto rezistoru zvýší výkon ve vysokonapěťovém oblouku, ale více zatíží tranzistor. Je v pořádku jít na vyšší výkon, ale ne nižší.

2x dioda pro rychlou obnovu, jedna dimenzovaná na minimálně 200 V 2 ampéry s dobou zpětného zotavení pod 300 ns, druhá dimenzovaná na 500 mA a minimálně 50 V (zde funguje dobře UF4001-UF4007).

Chrání tranzistor před napěťovými špičkami záporného proudu, použil jsem jen ty, které najdete na televizní desce.

Pro 200v 2 amp diodu jsem použil BY229-200, ale cokoli, co splňuje tyto minimální požadavky, bude stačit. MUR420 a MUR460 jsou nejlevnější dostupné v mém místním elektronickém obchodě, EGP30D až EGP30K by také fungovaly společně s UF5402 až UF5408.

U druhé reverzní diody přes vysílač a základnu jsem použil UF4004, tato chrání základnu před záporným pulzem a brání degradaci zisku tranzistoru.

1x kondenzátor

Mělo by jít o typ fólie nebo fólie dimenzovaný na minimálně 150 VAC a mezi 47–560 nF. Tento kondenzátor tvoří kvazi-rezonanční tlumič a pomáhá chránit tranzistor před přepětím kladného napětí, větší kondenzátor omezí výstupní napětí, ale poskytne dodatečnou ochranu, použil jsem 200nF (kód 204) se svým 12v ovladačem. S tranzistorem s vyšším napětím můžete snížit kapacitu a nechat napětí vyzvánět na vyšší úroveň, čímž se na výstupu vytvoří větší napětí.

Na stránce „jít dál“zahrnu techniku měření špičkového kolektoru na emitorové napětí multimetrem.

Drát (postačí jakýkoli starý šrot). U primárních a zpětnovazebních cívek bude stačit jakýkoli vodič mezi 18 AWG (0,75 mm2) až 26 AWG (0,14 mm2), příliš silný a nevejde se, když je příliš tenký a bude omezovat napájení a zahřát se.

Dobrým zdrojem jsou nežádoucí nízkonapěťové napájecí kabely domácích spotřebičů. Použil jsem 1 metr pro primární a 70 cm pro zpětnou vazbu, s ovladačem 12 V to dává spoustu další délky pro experimentování s více zatáčkami, přebytek lze odříznout, jakmile je ladění dokončeno.

Smaltovaný měděný magnetový drát je v dnešní době příliš drahý na cívku, než abych ho doporučil, a navíc má ošklivý zvyk škrábat a zkratovat jádro.

Nějaký způsob připojení součástí, jako jsou propojky pro pájku nebo aligátor

Lze použít prkénko, ale pamatujte, že tranzistor a odpory nezpůsobí jeho roztavení!

6, 12 nebo 18v napájecí zdroj minimálně 2 ampéry (více o tom dále).

Krok 2: Výběr kondenzátoru

Kondenzátor na tranzistoru by měl vypadat podobně jako na obrázku výše a měl by být dimenzován na minimálně 150 voltů AC, kapacita závisí na vašem napájecím napětí, jmenovitém napětí kolektoru tranzistorů na kolektoru, počtu závitů na cívkách (více závitů = více špičkového napětí kolektoru). K tomu jsou dobré kondenzátory nalezené ve starých spotřebičích v síti 120 V/230 V, nazývají se kondenzátory třídy X.

Cílem je, aby kondenzátor omezil špičkové napětí tranzistoru na úroveň, která ho nezničí, a přesto mu umožňuje zvýšit dostatečně vysoko, aby z flyback transformátoru byl dobrý výstup vysokého napětí. Větší kapacita způsobí, že oblouk bude menší, ale bude vypadat jako plamen. Maximální přenos energie je, když je kondenzátor přesně vyladěn na počet závitů na cívkách v takzvaném "kvazi rezonančním" režimu.

Pro můj ovladač 12 V jsem použil 200nF filmový kondenzátor a který omezil špičkové napětí na MJ15003 s hodnocením 140 V na přibližně 110 V, zde jsou některé obecné počáteční hodnoty (za předpokladu, že tranzistor 120 V+, tranzistory s nižším napětím budou potřebovat větší kapacitu).

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

Pro dosažení nejlepších výsledků musí být tento kondenzátor spolu s diodou fyzicky blízko tranzistoru, aby se minimalizovaly účinky indukčnosti parazitického obvodu.

Napětí kolektoru na emitor můžete měřit voltmetrem pomocí přídavného kondenzátoru a diody, jak ukazuje jeden z výše uvedených obrázků.

Krok 3: Naviňte dvě cívky

Naviňte dvě oddělené cívky kolem jádra. 8 otáček primární a 4 otáčková zpětná vazba je dobrým výchozím bodem pro 12 V, o něco méně pro 6 V a několik dalších primárních otáček pro 18 V. Doporučuje se experimentovat a výstupní výkon lze tímto způsobem ovládat. Méně zpětných vazeb bude mít za následek slabší oblouk, zatímco více primárních závitů poskytne větší výstupní napětí.

Smaltovaný drát nedoporučuji, protože izolační vrstva má ve zvyku být poškrábána hranami jádra a zkratována, navíc je v dnešní době drahá! Jádro je ve skutečnosti vodivé a měří asi 10 kOhm, takže všechny poškozené oblasti izolace smaltovaného drátu jsou jako připojení parazitního odporu mezi nimi.

Otázka: Proč nemohu použít vestavěné cívky?

Odpověď: Udělal jsem to v minulosti s určitým úspěchem, je to hlasité a skřípavé jako hřebíky na tabuli. Navíc může být nepříjemné zjišťovat, jaké cívky použít, nejlepší je vygooglit si číslo modelu flybacks a zjistit, zda místa jako HR diemen mají schémata.

Krok 4: Namontujte tranzistor na chladič

Naneste kousek tepelné směsi nebo vložte tepelnou podložku, rovnoměrně rozetřete a poté namontujte tranzistor na chladič.

Chladič je důležitý, protože tranzistor rozptyluje energii jako teplo. Koupil jsem nejlevnější chladič, jaký jsem našel, ale větší je lepší. Tranzistor, který jsem použil, je ve stylu pouzdra TO-3

Nedovolte, aby se nohy tranzistoru dotkly kovového chladiče, jinak zkratujete základnu a emitor ke kolektoru.

Právě jsem použil náhodné šrouby a matice, které jsem našel v garáži, ale jsou docela levné na místech, jako je ebay nebo v místních železářstvích.

Otázka: Mohu použít tranzistor PNP? Odpověď: Ano, ale pro pozitivní uzemnění budete muset obvod zásadně vybudovat pozpátku, schéma ovladače PNP najdete na stránce „Přejít dále“.

Otázka: Je chladič opravdu potřebný? Odpověď: Ano, pokud chcete tento obvod používat déle než 10 sekund, je chladič nezbytný, protože se tranzistor zahřívá.

Otázka: Mohu použít MOSFET? Odpověď: Ne, MOSFET nebude pro tento obvod fungovat (jiné samostatně oscilující obvody určené pro jednotlivé MOSFETy jsou k dispozici).

Krok 5: Připojení vodiče ke sběrateli tranzistorů

Kovové pouzdro tranzistoru je kolektor, to znamená, že je potřeba k němu vytvořit elektrické připojení. Prstencové krimpy nebo pájecí oka jsou správný způsob, jak to udělat, ale pokud je nemáte, můžete jednoduše omotat kolem drátu nějaký drát. Nebude to mechanicky tak zdravé jako „správný“způsob, ale bude to fungovat.

Krok 6: Spojení obvodu dohromady

V grafickém diagramu je červená cívka primární, přičemž jeden konec je připojen ke kladnému „+“napájecího zdroje/baterie, druhý konec je připojen ke kolektoru tranzistorů, což je ve skutečnosti kovové pouzdro samotného tranzistoru, pokud je T0- 3, jako je tranzistor MJ15003. Zelená cívka je zpětná vazba, přičemž jeden konec se připojuje ke střednímu bodu dvou rezistorů a druhý k základně tranzistoru (při pohledu na spodní stranu MJ15003 je to kolík vlevo).

Krok 7: Napájení obvodu

Pro napájení obvodu doporučuji zdroj energie, který může dodávat minimálně 2 ampéry, nižší bude pravděpodobně fungovat, ale omezí výstup.

Přidejte více otáček na obou vinutích, abyste zvýšili výkon (na rozdíl od toho, co jsem četl online), čímž se sníží provozní frekvence a umožní se zvýšení primárního proudu. Počet závitů poskytuje základní formu omezení proudu spolu s horním odporem (vyšší odpor = menší základní proud a menší výkon oblouku).

Stolní napájecí zdroj Je samozřejmé, že pokud je proudový limit nastaven příliš nízko, může dojít k selhání oscilace obvodu.

Wall bradavice/nabíječka Můžete je použít, ale pamatujte na jejich napětí a proud. Odrůda spínaného režimu s největší pravděpodobností přejde do automatického omezení/vypnutí, pokud je překročen maximální proud.

Zachráněný transformátor Udělal jsem to sám pro můj 12v ovladač, 48VA transformátor, který vydává 9 V AC, poskytne zhruba 12 V DC 3 ampéry, když je usměrněn a vyhlazen. 4700uF 25v kondenzátor poskytne spoustu vyhlazení, já bych šel s 50v 4 amp můstkovými usměrňovacími diodami minimálně.

Lithiové články v sérii jsou skvělé, protože mohou dodávat velké množství proudu.

Vrtací baterie jsou v pořádku, většina je na 18 V, takže použijte obvod 18 V. AA baterie v sérii jsou v pořádku, oblouky se postupně postupně zmenšují a zmenšují, když se vybíjejí. AA článek je považován za spotřebovaný, když v klidu klesne pod 0,9 V, ale mnozí mohou stále napájet jiné zátěže, i když již nejsou schopni dodat šťávu pro tento obvod. Olověná baterie 12 V je velmi dobrým způsobem napájení tohoto obvodu.

12v autobaterie viz výše.

6v lampové baterie budou napájet tento obvod po dlouhou dobu, než se oblouky začnou zmenšovat. Ty v dnešní době nejsou příliš běžné a jsou dost drahé, nemrhejte penězi, pokud jsou k dispozici levnější možnosti!

Baterie AAA budou nějakou dobu fungovat, ale nevydrží tak dlouho jako větší články AA, mají také vyšší vnitřní odpor, takže budou plýtvat více energií jako teplo baterie.

Baterie 9v/PP3 poskytnou několik minut hraní, když jsou nové, než se oblouky zmenší a obvod přestane fungovat. Horní odpor bude pravděpodobně muset být kolem 180 ohmů pro 9v, ale neudělal jsem schéma 9v ovladače, protože by to pravděpodobně vedlo lidi k používání 9v baterií PP3 a zklamání.

Krok 8: Bezpečnost na prvním místě

Při kreslení oblouků … Naléhavě vás žádám, abyste si vyrobili „slepičí tyčinku“, což je izolační tyč, kam připojíte jeden z vysokonapěťových vodičů a nakreslíte oblouky, je to mnohem bezpečnější než držet vysokonapěťový vodič v ruce. PVC trubka je k tomu velmi dobrá, dřevo je také v pořádku, pokud je suché.

Děsivá varování. Včetně zjevného rizika úrazu elektrickým proudem je třeba si uvědomit, že oblouk je VELMI horký a může snadno hořet nebo zapálit vše, čeho se dotkne. Dokonce i izolace kabelu bude hořet, pokud na něj nakreslíte oblouk. Trváte -li na spalování kousků papíru nebo jiných předmětů, vezměte to v úvahu a získejte způsob, jak oheň uhasit.

• Nikdy se nedotýkejte vysokonapěťového vodiče nebo flybacku, když běží obvod.
• Ujistěte se, že můžete obvod snadno odpojit.
• Nepoužívejte tento obvod na nevhodném povrchu, jako je holý kov nebo snadno hořlavý povrch.
• Tranzistorový chladič se může zahřát, dávejte pozor, abyste se nespálili.
• 22 ohmový rezistor bude horký.
• Kolektor primární cívky a tranzistoru může zazvonit až na několik stovek voltů, těchto se také nedotýkejte.
• Udržujte vysokonapěťové kabely mimo jiné části obvodu.
• Udržujte domácí zvířata mimo dosah. Stejně jako riziko šokování vašeho mazlíčka jiskrami, mnoho domácích mazlíčků rádo žvýká věci, jako jsou dráty, může vysokofrekvenční hluk rozrušit i zvířata, i když je nemůžete slyšet.

Zřeknutí se odpovědnosti V žádném případě neodpovídám za to, že tímto obvodem zpackáte nebo zraní sebe nebo ostatní.

Krok 9: Nalezení vysokonapěťového vratného kolíku

Chcete -li najít návrat vysokého napětí, nejprve připojte kuřecí tyč k vysokému napětí (velký tlustý červený vodič) a poté zapněte obvod. Měli byste slyšet vysoký zvuk, pokud jej neslyšíte, přejděte na stránku pro řešení potíží. Přibližte kuřecí tyčinku blízko kolíků na spodní straně flybacku a projděte každý zvlášť. Některé z nich mohou mírně jiskřit, ale jeden by měl dávat pevný konstantní VN oblouk, toto bude váš vratný kolík HV. Nyní byste měli odpojit kuře od HV ven a místo toho jej připojit k vratnému kolíku HV, dávejte pozor, abyste nevytáhli zpětný kolík příliš silně, protože by se mohl vytrhnout.

Krok 10: Řešení potíží

Problém?

Pokud není vysoké napětí, zkuste obrátit připojení k jedné z cívek

Pokud je vysoké napětí, ale oblouk je malý, zkuste obrátit primární a zpětnovazební cívku

Ujistěte se, že jsou všechna připojení zabezpečená a nic nezkratuje. Smaltovaný drát je proslulý špatnými spoji, pájení vždy neprorazí sklovinu, takže se na něj musíte dostat středověku

Zkontrolujte, zda se základna a vysílače na tranzistoru nedotýkají chladiče

Funguje to, ale oblouky jsou malé a slabé. Změřte napětí stejnosměrného voltmetru při kreslení oblouků a zkontrolujte, zda se napájecí napětí při zatížení neklesá

Zapnutí a vypnutí obvodových impulzů. To je způsobeno tím, že napájecí zdroj jde do ochrany, pokud není překročen jmenovitý proud maximálního napájecího zdroje, může pomoci elektrolytický kondenzátor několik stovek uF přes napájecí lišty

Funguje to, ale tranzistor se velmi zahřívá. Pohrajte si s počtem závitů na cívkách, nejprve snižte počet otáček zpětné vazby

22 ohmový odpor se zahřívá, to je normální. Je to můj 12v ovladač, rozptyluje 2w, ale to stačí na to, aby většina malých odporů byla příliš horká na dotek. Pokud vám nevyhovují příliš horké součásti na dotek, zvyšte tepelnou hmotnost (upgradujte na odpor s vyšším výkonem)

Rozbil jádro? Slepte jej zpět k sobě, přičemž navlhčení spojovacích povrchů vodou nejprve pomůže lepení určitých typů lepidel

Krok 11: Jít dále

Špičku špičkového napětí na tranzistoru můžete měřit metodou uvedenou na obrázku, je důležité udržovat špičkový kolektor na napětí emitoru pod maximálním hodnocením tranzistoru v bezpečné provozní oblasti (asi 80 V při 3 A pro MJ15003).

Může se zdát, že tranzistor na chvíli upíná špičkové odtokové napětí, ale to rychle vede k selhání součásti.

Tranzistory PNP lze použít otočením několika věcí.

K získání výbojových vzorů lze použít fotografii s dlouhou expozicí.

Zkuste vyrobit Jacobův žebřík tak, že umístíte dva tuhé vodiče jako tlustý měděný drát do svislého tvaru V, oblouk se vytvoří v nejbližším bodě u dna a stoupá, když ohřívá vzduch.

Zajímavé jsou také vysokonapěťové kondenzátory, které můžete vyrobit tak, že na každou stranu izolátoru, jako je víko plastové nádoby, nalepíte dva kusy kuchyňské fólie a na každý list přivedete dva dráty. Nyní připojte jednu desku k výstupu HV a druhou k návratu HV, oblouky se promění v sérii hlasitých jasných záblesků! Nedotýkejte se toho, protože to opravdu bolí.