Высоковольтный генератор для плазменной лампы - Своими руками
Своими руками

Высоковольтный генератор для плазменной лампы

>

Приветствую, радиолюбители-самоделкины, а также все любители высокого напряжения!


Эксперименты с высоким напряжением — отдельная ветка в радиолюбительстве, возможно, не такая популярная в силу своей специфики. Тысячи энтузиастов по всему миру создают различные конструкции с целью получения красивых высоковольтных разрядов — как правило, начинается всё с простых устройств, наподобие широко известного качера Бровина, с ростом опыта для каждого радиолюбителя расширяется диапазон возможностей и становится вполне реально создать в домашних условиях действительно эффектные конструкции. К таким можно отнести катушки Тесла — они также широко всем известны, но для повторения в большом масштабе требуют наличия довольно значительных навыков и денежных вложений на мощные силовых элементы, проволоку. Доступными источниками высокого напряжения также служат строчные трансформаторы — они стоят в каждом кинескопном телевизоре и на данный момент доступны каждому, ведь старые кинескопные телевизоры отжили своё и их просто вбрасывают или отдают даром.
Строчные трансформаторы можно встретить как более ранние, с отдельным блоком умножителя, который выпрямлял и увеличивал переменное напряжение с самой обмотки трансформатора, так и более поздние — ТДКС — они уже имеют встроенный умножитель. Сами по себе трансформаторы уже пригодны для любования высоковольтными разрядами — достаточно лишь расположить электроды на нужном расстоянии в 1-2 см и между ними уже загорится горячая дуга. Но также с помощью строчного трансформатора можно создать собственную плазменную лампу — герметичный стеклянный сосуд с находящимся внутри электродом, высоковольтные разряды при этом создаются между самим стеклом сосуда и внутренним электродом. Иногда такие плазменные лампы можно встретить в продаже, часто их используют в качестве подарков либо просто для украшения интерьера.
Особенностью таких ламп является то, что разрядами можно буквально управлять, прикасаясь пальцем в поверхности стекла — если стекло свободно, разряды бьют из центра по всей его поверхности равномерно, если же приложить палец, они будут образовываться преимущественно под пальцем, но не принося никакого вреда человеку. Подобную плазменную лампу можно собрать и своими руками, если использовать в качестве шарообразного стеклянного сосуда обычную лампу накаливания — она уже содержит внутри подходящий электрод по центру. В качестве источника высокого напряжения будет использоваться строчный трансформатор — подойдёт как старый (ТВС), с отдельным умножителем (умножитель при этом использовать не обязательно), так и более новые модели ТДКС. Для включения таких трансформаторов вне цепей телевизора существует достаточно много различных схем, например мостовых или пуш-пульных, которые обеспечивают большую мощность, но сложны в изготовлении. Самый простейший вариант — использование однотактной схемы, где в качестве генератор импульсов будет выступать микросхема NE555. Такая схема не обеспечит большой мощности и большого напряжения на выходе строчного трансформатора — но в данном случае это только плюс, потому как разряды будут относительно безопасны и не причинят вреда человеку.
Высоковольтный генератор для плазменной лампы На картинке выше показана схема, которая позволит запустить трансформатор. Как известно, строчные трансформаторы имеют сердечник из феррита и работают на высоких частотах, в отличие от обычных железных трансформаторов, поэтому просто включать их напрямую в розетку нельзя, необходима специальная схема-генератор. Суть заключается в том, что микросхема NE555 генерирует импульсы прямоугольной формы, которые с 3-го её вывода поступают на базу мощного транзистора, который буквально «качает» первичную обмотку строчного трансформатора. NE555 — крайне популярная микросхема, не является дефицитом ни в одном магазине радиодеталей, обозначаться она может по-разному, например ECG955M, HA555, LC555, ICM7555, LM1455, NTE955M, RM555, LC7555 и SN52555 — все из этих вариантов подходят, подойдёт также и отечественный аналог КР1006ВИ1. От элементов в обвязке микросхемы будут зависеть параметры выходных прямоугольных импульсов, в частности, конденсатор на 10 нФ задаёт частоту — увеличении ёмкости приведёт к уменьшению частоты и наоборот. С ёмкостью этого конденсатора можно поэкспериментировать при запуске устройства, для того, чтобы добиться наилучшей длины разрядов и максимальной эффективности схемы. От частоты также будет зависеть форма разряда — будет ли он «бить» одной жирной дугой, либо же будет в форме фиолетового шипящего «пушистика», подбирается путём задания частоты генератора. Все резисторы на схеме — обычные маломощные на 0,125-0,25Вт, номиналы сопротивлений могут меняться на 10-20% в обе стороны, это не повредит работе схемы. Конденсатор на 10 нФ — любой плёночный либо керамический, если под рукой нет необходимой ёмкости, можно нарастить её путём параллельного включения конденсаторов.
На картинках ниже показана внутренняя структура микросхемы NE555 и назначение выводов — для самых любопытных.
Высоковольтный генератор для плазменной лампыВысоковольтный генератор для плазменной лампы Питается схема от невысокого напряжения — оптимальный диапазон 12-15В, запускаться схема будет и от более низкого напряжения, но длина разрядов при этом существенно снизится. Верхний предел напряжения питания ограничивается максимальным рабочим напряжением микросхемы NE555 — при повышении выше 15В велик риск, что микросхема просто сгорит. Чем больше напряжение питания — тем больше длина и мощность разрядов, поэтому, если есть необходимость получить максимум, можно поставить для питания микросхемы отдельный стабилизатор, например, 78L12, либо регулируемый LM317, при этом напряжение уже можно повышать вплоть до 30В, что приведёт к значительному увеличении разрядов. В любом случае — схема потребляет довольно значительный ток, до 5А, а потому нужно позаботится о подходящей мощности источника питания. Питать схему можно, например, от автомобильного аккумулятора (не забывая, что он может разрядится спустя некоторое время), от компьютерного блока питания по линии 12В, также и от мощного трансформатора с выпрямителем на подходящее напряжение. В качестве источников питания нельзя использовать различные небольшие сетевые адаптеры от бытовой аппаратуры вроде роутеров — они могут не выдержать большой нагрузки и сгореть. По схеме питанием подаётся на микросхему NE555 с её обвязкой и на один конец первичной обмотки строчного трансформатора — при этом будет совсем не лишним установить дополнительно электролитический конденсатор по питанию — на схеме он не указан. Любой, ёмкостью на 470-1000 мкФ и рабочее напряжение не меньше 25В, подключается он в соответствии с полярностью, плюс к плюсу схемы, минус к минусу, с ним повысится стабильность работы схемы.
Высоковольтный генератор для плазменной лампы Несколько слов о подключении трансформатора. Высокое напряжение снимается с высоковольтной обмотки, её нетрудно обнаружить по наличию хорошей толстой изоляции, также она бывает залита компаундом. Следует проследить, чтобы на этой обмотке не было механических повреждений. Первичную обмотку можно намотать свою, убрав штатную и намотав прямо на ферритовый сердечник 6-8 витков провода в изоляции, но можно использовать и штатную как показано на фотографии ниже. В первом случае получится снять с трансформатора несколько большую мощность.

Высоковольтный генератор для плазменной лампыВысоковольтный генератор для плазменной лампы
Последний важный элемент на схеме — силовой транзистор, в качестве него лучше всего подойдут полевые, например, IRF250, IRF540, IRF740, либо практически любые мощные биполярные — ключевыми параметрами здесь являются максимальный ток и рабочее напряжение.

Высоковольтный генератор для плазменной лампыВысоковольтный генератор для плазменной лампы
При правильной сборке схема начинает работать сразу после подачи питания — можно будет услышать шипение от высокого напряжения и небольшой свист от работы генератора. Если приблизить высоковольтные электроды — загорится довольно яркая дуга. С помощью данного генератор можно сделать также лестницу Иакова, расположить электроды буквой V. Если же подключить один из высоковольтных выводов трансформатора к цоколю лампы накаливая, то можно будет увидеть, как фиолетовые разряды бьют от центра к стеклу лампы — результат будет зависеть также от размеров используемой лампы, она не должна быть слишком большой. Ещё один интересный эксперимент — «включение» ламп ЛДС вблизи трансформатора, лампа светится сама, без подачи питания, можно увидеть на фото ниже. Удачной сборки!

Высоковольтный генератор для плазменной лампы

SitesReady

Только те, кто предпринимают абсурдные попытки, смогут достичь невозможного. - Альберт Эйнштейн

Follow us

Don't be shy, get in touch. We love meeting interesting people and making new friends.