Generatory wysokiego napięcia
Przygotował
Piotr Gacek
Zatem od początku. Czym jest
ZVS?
Układ ten zasadniczo powinno określać
się mianem przetwornicy Mazzilliego (od nazwiska osoby, która ją
spopularyzowała). Samo określenie ZVS oznacza Zero Voltage
Switching - przełączanie w punkcie zerowym. Znaczy to tyle, że
tranzystory przełączane są w momencie, gdy napięcie na nich
wynosi zero wolt (a przynajmniej jest w pobliżu tej wartości, jako
że rzeczywisty układ nie jest wstanie uzyskać idealnej
synchronizacji). Ten rodzaj budowy przetwornic pozwala na
zmniejszenie strat mocy na tranzystorach, oraz eliminuje konieczność
stosowania snubberów - układów chroniących tranzystory przed
przepięciami.
Przykład profesjonalnie wykonanego
układu (fot. Slu_1982).
Omawiany układ jest przeznaczony
przede wszystkim do sterowania transformatorów wysokiego napięcia
pochodzących z kineskopowych telewizorów i monitorów.
Transformatory takie wymagają zasilania prądem przemiennym o
wysokiej częstotliwości (dziesiątki kHz), zatem do ich zasilenia
wymagany jest stosowny sterownik elektroniczny. Omawiany tu układ
cechuje się stosunkowo dużą sprawność i możliwością
osiągnięcia znacznych mocy przy bardzo prostej konstrukcji i
niewielkich kosztach wykonania. Dzięki możliwości generowania
wysokich napięć przy znacznej wydajności prądowej można nie
tylko bawić się imponującymi łukami elektrycznymi, ale
przeprowadzać także wiele innych eksperymentów, jak na przykład
budowa domowej produkcji kuli plazmowej, czy jonolotów.
Jak to działa?
W
następnym punkcie omówię stronę praktyczną budowy układu, ale
najpierw troszkę teorii.
Ogólna
zasada działania jest dość prosta. Para tranzystorów jest
naprzemiennie otwierana i zamykana przepuszczając prąd przez
połówki uzwojenia pierwotnego. Generuje to przemienne pole
magnetyczne sterujące transformatorem, a także wzbudza układ LC
tworzony przez kondensator rezonansowy i uzwojenie pierwotne.
Rzeczony obwód rezonansowy pełni kilka funkcji:
-Magazynuje
energię zwiększając napięcie i prąd jakie można uzyskać po
stronie pierwotnej, co pozwala na przepompowanie przez transformator
większej ilości energii.
-Stanowi źródło sygnału
sterującego przetwornicą.
-W układzie rezonansowym LC płynie
prąd przemienny, którego napięcie naprzemiennie wzrasta od zera do
wartości maksymalnej, opada do zera, odwraca polaryzację (kierunek
przepływu) i powtarza cykl. Jako że napięcie na tranzystorach
podąża za obwodem rezonansowym, pozwala to na ich przełączanie
gdy napięcie jest możliwie bliskie zera.
Po zasileniu
rezystory ładują bramki tranzystorów otwierając je. Jako że nie
istnieją dwa identyczne tranzystory, jeden otwiera się szybciej
rozpoczynając oscylacje. Gdy napięcie na układzie LC odwraca
polaryzację rozładowuje on przez diodę bramkę jednego z
tranzystorów wyłączając go. Przy kolejnej połówce cyklu prądu
przemiennego kolejne odwrócenie polaryzacji wyłącza drugi
tranzystor, podczas gdy poprzedni zostaje otwarty wskutek naładowania
jego bramki przez układ z rezystorem i diodą Zenera. Całość
powtarza się naprzemiennie generując przemienne pole elektryczne w
obwodzie pierwotnym i podtrzymując rezonans.
Tutaj coś
dla bardziej zaawansowanych użytkowników - oscylogramy ukazujące
przebiegi w układzie. Dla zniecierpliwionych teorią - następnym
punkcie wracam do opisywania budowy.
Przebieg
na jednym z tranzystorów. Sygnał prostokątny jest mierzony
pomiędzy bramką a źródłem, połówki sinusoidy to pomiar
napięcia dren
Przejdźmy do rzeczy i omówmy
kwestie praktyczne budowy:
- Tranzystory - najlepsze
są IRFP250, bądź IRFP260. W układach niewielkiej mocy można
również zastosować IRF640, ale nie jest to polecane. Na dobrą
sprawę może być to dowolny tranzystor MOSFET o napięciu roboczym
200V, oporności kanału nie większej niż 0,15Ω i prądzie drenu
co najmniej 20A. Muszą zostać one przykręcone do radiatorów,
należy je przed montażem nasmarować pastą termoprzewodzącą.
Jeżeli oba tranzystory znajdują się na wspólnym radiatorze,
konieczne jest umieszczenie pod nimi podkładek izolujących
(mikowych lub silikonowych). Na końcu artykułu znajduje się
lista przetestowanych modeli.
- Diody łączące bramki
tranzystorów z układem rezonansowym. Powinny być to diody szybkie,
przynajmniej na 200V, najlepiej 400 lub lepsze. Prąd przewodzenia
nie ma specjalnego znaczenia, diody 1A starczą z wielkim zapasem.
Mogą to być np. popularne UF4007.
- Rezystory - 10kΩ
zasadniczo dowolne. 470Ω dowolne o mocy co najmniej 2W, przy
wyższych napięciach zasilania można użyć większej oporności i
mocy. Dobrym wyjściem jest użycie bardzo tanich rezystorów
drutowych 5W.
- Diody Zenera - najzwyklejsze 12-18V 1,3W, dla
zapasu dobrze dać 3W. Wraz z rezystorami 470Ω tworzą układ
ograniczający napięcie do bezpiecznego dla tranzystora poziomu
które służy do ładowania jego bramki.
- Kondensator
rezonansowy - Musi być to solidny, impulsowy kondensator, najlepiej
MKP. Bardzo dobre w tym celu są WIMA MKP10, które są bardzo
wytrzymałe przy czym łatwo dostępne i stosunkowo tanie. Nie
mogą być to MKT, MKS, MKP X2 i podobne - nie są one przeznaczone
do pracy z takimi prądami i ulegną zniszczeniu. Napięcie robocze
powinno wynosić 400VDC (250VAC) lub więcej. Jeżeli chodzi o
pojemność, "standardowo" stosuję się 680nF. Można użyć
jednak innej pojemności w zakresach tak różnych jak 470nF do ponad
1500nF, najlepiej eksperymentalnie dobrać wartość dla jak
najlepszych efektów. Pewną wskazówką jest aby znacznie
zwiększając pojemność odjąć 2 zwoje z uzwojenia pierwotnego,
teoretycznie pozwala to przy odpowiednim doborze pojemności
zwiększyć moc jaką może przenieść układ. Dobrą praktyką jest
używanie kilku mniejszych kondensatorów i łączenie ich
równolegle.
- Zasilanie - generalnie napięcie zasilania
powinno mieścić się w zakresie 12 do 50VDC, przy czym im wyższe
napięcie, tym większą moc można uzyskać. Przekraczanie progu 50V
zazwyczaj jest ryzykowne i może prowadzić do spalenia tranzystorów.
Zasilanie musi posiadać dużą wydajność prądową (co najmniej
10A, a najlepiej ponad 15A) i jeżeli jest nim transformator
sieciowy, musi zostać wyprostowane i odfiltrowane dużą pojemnością
(co najmniej 10 000µF).
- Dławik - Nie jest to część
krytyczna. Jego zadaniem jest działanie jako filtr, izolując prąd
wysokiej częstotliwości przepływający w układzie LC od
zasilania, ale pozwalający prądowi stałemu z zasilacza przepłynąć
do obwodu pierwotnego. Nie pozwala też na powstanie zbyt gwałtownych
impulsów prądu. Typową zasadą dobierania jego indukcyjności jest
aby wynosiła ona przynajmniej dwu krotność indukcyjności
uzwojenia pierwotnego. W praktyce zazwyczaj powinien być to dławik
o indukcyjności od 47µH do 200µH i prądzie nasycenia ponad 10A,
jednak w przypadku braku takiego wystarczy zdobyć toroidalny
(okrągły) rdzeń z zasilacza ATX/filtra przeciwzakłóceniowego i
nawinąć na nim kilkanaście zwojów grubego drutu. Oczywiście
lepszej jakości dławik da lepsze efekty, ale różnice nie są
drastyczne.
Transformator wysokiego
napięcia:
Kluczowy element, zazwyczaj pozyskany ze
starego TV/monitora kineskopowego. Możemy spotkać dwa
typy:
"Klasyczny" transformator AC,
zazwyczaj znajdowany w odbiornikach lampowych i bardzo wczesnych
tranzystorowych. Charakteryzuje się typowo mniejszym napięciem
wyjściowym i prądem przemiennym na wyjściu. Zazwyczaj są także
mniej wytrzymałe od trafopowielaczy. Typowo wykonany w formie
ferrytowej ramki skręconej śrubami, po jednej stronie umiejscowiony
jest zestaw uzwojeń niskiego napięcia, po drugiej zaś zalane w
bloku żywicy wysokonapięciowe uzwojenie wtórne.
Aby go
przygotować do użycia należy odkręcić śruby i rozłożyć
transformator (rdzeń składa się z dwóch składanych ze sobą
połówek). Następnie pozbyć się uzwojeń niskonapięciowych i
zastąpić je uzwojeniem pierwotnym przetwornicy (opisane poniżej).
Rozbierając rdzeń należy zwrócić uwagę na znajdujące się
między połówkami przekładki mikowe (cienkie listki
przezroczystego materiału przypominającego plastik). Należy
zadbać, aby nie zginęły i przy ponownym składaniu rdzenia wróciły
na swoje miejsce - bez tworzonej przez nie szczeliny rdzeń może się
nasycać, co powoduje zakłócenia w pracy przetwornicy i może nawet
doprowadzić do spalenia tranzystorów. Jeżeli zgubimy przekładki
należy zastąpić je jakimś cienkim izolatorem, np. fragmentem
papierowej kartki.
Wysokie napięcie uzyskujemy pomiędzy
zewnętrznym przewodem uzwojenia wtórnego, a cieńszym drucikiem
wyprowadzonym z zalewy w pobliżu rdzenia. To drugie wyprowadzenie
osobiście polecam uziemić, aby wyeliminować ryzyko przebić do
rdzenia.
Ten typ transformatora dzięki generowaniu prądu
przemiennego wysokiej częstotliwości nadaje się np. do zasilania
kul plazmowych, czy powielaczy Cockrofta-Waltona.
Przykładowy
transformatorek z uzwojeniem pierwotnym przetwornicy Mazzilliego.
Używając takich transformatorków możemy natknąć się na pewien
problem. Objawy są następujące: Przetwornica pobiera duży prąd
bez obciążenia, transformator HV nagrzewa się mocno już po
kilkunastu sekundach pracy mimo braku obciążenia, uzwojenie
pierwotne i przechodząca przez nie śruba mocująca rdzeń
rozgrzewają się do temperatury, przy której pojawiają się
zwęglenia i zapach spalenizny.
Przyczyną problemu jest
wykonana ze stali śruba użyta do skręcenia blach trzymających na
miejscu połówki rdzenia. Uzw. pierwotne wytwarza silne, przemienne
pole magnetyczne wysokiej częstotliwości, które powoduje duże
straty na przemagnesowanie śruby (zachodzi grzanie indukcyjne,
opisane również pod koniec artykułu). Oczywiście w tym przypadku
jest to zjawisko nieporządne.
Rozwiązaniem jest bądź to
zastąpienie śrub mocujący wykonanymi z materiału niemagnetycznego
(jak aluminium) albo też całkowite pozbycie się śrub i spięcie
rdzenia np. opaską zaciskową, czy elastyczną gumką (w tym celu
konieczne jest użycie materiału niemagnetycznego i nie
przewodzącego prądu).
Trafopowielacz,
znajdujący się w nowszych TV oraz wszystkich kineskopowych
monitorach. Typowo generuje wyższe napięcie, ma większą wydajność
prądową, oraz co ważne - posiada wbudowany prostownik wysokiego
napięcia, przez co generuje prąd stały. Nie nadaje się więc np.
do kul plazmowych, pozwala za to na zasilanie urządzeń takich jak
jonoloty, lasery TEA, czy generatory Marxa.
Uzwojenie pierwotne zwyczajnie
nawijamy na odsłoniętej części ferrytowego rdzenia. Najgrubszy,
czerwony przewód stanowi wyjście wysokiego napięcia o polaryzacji
dodatniej (jest to przewód anodowy. Pozostałe przewody wyprowadzają
niższe napięcia pomocnicze), ujemny biegun znajduje się na jednym
z dolnych wyprowadzeń (sugeruję go uziemić). Zidentyfikowanie tego
pinu można przeprowadzić na dwa sposoby:
-Po prostu podłączyć
trafopowielacz do przetwornicy i zobaczyć, do którego pinu zostanie
zapalony największy łuk.
-Przyłączyć do przewodu anodowego
ujemny biegun zasilacza prądu stałego, przynajmniej 24V. Dodatni
biegun podłączyć do jednej sondy multimetru ustawionego na pomiar
napięcia stałego, drugą jego sondą poszukiwać na którym pinie
pojawi się napięcie. Tu należy wspomnieć, że nie da się
przeprowadzić tego testu samym multimetrem w trybie pomiaru
rezystancji lub diod, wbudowane w trafopowielacz diody składają się
z wielu złącz połączonych szeregowo, przez co sumaryczny spadek
napięcia na nich wynosi kilkanaście woltów. To znacznie więcej
niż napięcie używane przez multimetr w trakcie pomiaru, dlatego
trzeba użyć woltomierza i zasilacza.
Trafopowielacze są
bardzo wytrzymałe i dobrze znoszą przeciążenia, pozwalając na
osiąganie bardzo dużych mocy i wysokich napięć nie ulegając przy
tym uszkodzeniu.
Uzwojenie pierwotne:
Uzwojenie
to jest łatwe wykonaniu. Nawija się je bezpośrednio na ferrytowy
rdzeń. Można w tym celu wykorzystać zwykły, w miarę gruby
przewód bądź emaliowany drut nawojowy. Posiada ono odczep po
środku. Jak go zrobić? Otóż jest to bardzo proste - uzwojenie
składa się z dwóch połączonych połówek. Najprościej jest po
prostu nawinąć pięć zwojów, pozostawić "zakładkę"
przewodu i nawinąć kolejne 5, koniecznie obie połówki muszą
być nawinięte w tą samą stronę tak, jakby były jedną, ciągłą
cewką. W miejscu, gdzie zostawiliśmy zakładkę usuwamy
izolację z przewodu i mamy odczep. Można też nawinąć dwa
uzwojenia osobnymi kawałkami przewodu, ale należy pamiętać, że
muszą być połączone po środku i nawinięte w tą samą stronę.
O ile uzwojenie pierwotne może być wykonane ze zwykłego przewodu
lub grubego drutu, dobrym pomysłem jest użycie licy. Lica, to
wiązka skręconych ze sobą cienkich, odizolowanych od siebie
drucików. Minimalizuje ona wpływ efektu naskórkowego, który
sprawia że stosując zwykły przewód o dużej średnicy prąd
wysokiej częstotliwości przepływa jedynie przez część jego
przekroju, podczas gdy reszta się marnuje. Użycie licy prowadzi do
zmniejszenia strat na uzwojeniu i co za tym idzie, znacznie
mniejszego jego nagrzewania. Można kupić gotową licę, jednakże
jej samodzielne wykonanie nie stanowi problemu. Wystarczy odmierzyć
kilkanaście odcinków drutu nawojowego o średnicy 0,4mm do 0,6mm i
zwinąć je ze sobą ciasno, np. używając wiertarki.
Koniecznie musi być to drut
emaliowany, nie "goła miedź" - brak izolacji między
poszczególnymi drutami wchodzącymi w skład licy pozbawia ją
pożądanych właściwości. Tak powstały splot można pokryć
koszulką termokurczliwą, oplotem z taśmy izolacyjnej, lub podobną
warstwą zabezpieczającą emalię przed uszkodzeniem. Należy
pamiętać, że przed lutowaniem licy trzeba rozpleść jej końcówkę
i oczyścić poszczególne druty z emalii, np. pocierając je między
dwoma kawałkami papieru ściernego. Inaczej jej połączenie z
resztą układu będzie dość trudne.
Łączenie
kilku transformatorów:
Dla uzyskania większej mocy
lub wyższego napięcia można zasilić z przetwornicy kilka traf
(typowo 2). Można to osiągnąć dwoma metodami.
Pierwszą jest
użycie zwykłego układu Mazzilliego do zasilania dwóch
transformatorów. Istnieje kilka sposób realizacji tego układu:
-Dwa uzwojenia wtórne traf AC na jednym rdzeniu. W
przypadku transformatorków ze starych TV możliwe jest rozebranie
dwóch takowych i umiejscowienie uzwojeń wtórnych na jednym
rdzeniu. Na wolnym fragmencie rdzenia nawija się pierwotne.
Wewnętrzne końcówki transformatorów łączymy razem i podłączamy
do rdzenia. Pomiędzy zewnętrznymi wyprowadzeniami otrzymujemy dwa
razy wyższe napięcie. Problemem staje się izolacja - możliwe są
przebicia między uzwojeniami, dobrym pomysłem jest zalanie takie
zespołu olejem transformatorowym lub parafiną.
-Dwa trafa AC
złączone rdzeniami. Wykonuje się je analogicznie do powyższego
układu tyle, że dwa transformatory z osobnymi rdzeniami styka się
ze sobą i nawija wspólne uzwojenie pierwotne obejmujące oba
rdzenie. Zaletą w porównaniu do użycia wspólnego rdzenia jest
większa odporność na jego nasycanie (które może nastąpić, gdy
próbujemy przez zbyt mały rdzeń przepompować zbyt wiele mocy). W
podobny sposób można połączyć trafopowielacze, poprzez
zetknięcie ich rdzeniami i nawiniecie wspólnego uzwojenia
pierwotnego. Takie połączenie można wykonać na dwa
sposoby:
•Równoległe: Oba trafopowielacze skierowane są w
tą samą stronę, przewody anodowe łączymy ze sobą, tak samo
dolne piny HV. Uzyskujemy większe natężenie, ale oba
trafopowielacze powinny być w miarę możliwości identyczne, lecz
jeżeli ten warunek zostanie spełniony układ jest dość
stabilny.
•Szeregowe: Jeden z trafopowielaczy odwracamy w
pionie o 180 stopni. Przewód anodowy jednego z nich łączymy z
dolnym pinem drugiego. Powoduje to zwiększenia napięcia i nie
wymaga identycznych trafopowielaczy, ale izolacja w takim układzie
jest poddawana bardzo dużemu stresowi i można łatwo zniszczyć oba
trafa. Zalecane zalanie olejem/parafiną.
Drugą (i moim
zdaniem lepszą) metodą jest użycie zmodyfikowanego układu
przedstawionego poniżej. Jest on praktyczniejszy od "klasycznego"
układu Mazzilliego, pozwala na bardzo łatwe łączenie nawet więcej
niż dwóch trafopowielaczy oraz dzięki równomiernemu rozłożeniu
obciążenia i zmniejszeniu impedancji obwodu pierwotnego umożliwia
przenoszenie mocy znacznie większych niż w rozwiązaniu bazującym
na zwykłym układzie Mazzilliego.
Pozwala on na łatwiejsze łączenie
wielu transformatorów, oraz nie wymaga wykonywania uzwojenia z
odczepem. Dobrze też radzi sobie z przenoszeniem bardzo dużych
mocy. Problemem jest natomiast fakt, że wymaga dwóch, identycznych
dławików dobrej jakości - o wysokim prądzie nasycenia. Niestety,
rdzenie z zasilaczy ATX raczej nie wystarczą.
W linku
powyżej znajduje się omówienie oryginalnego układu. Używał on
dwóch połączonych szeregowo trafopowielaczy z przebitymi diodami,
a więc "przerobionymi" na trafa AC. Osobiście preferuję
(i pokrótce omówię tutaj) wariant wykorzystujący równolegle
połączone trafopowielacze. Zaletą rozwiązania jest brak
konieczności stosowania transformatora dystrybucyjnego i zalewania
transformatorów czynnikiem izolującym. Nie skracamy też życia
trafopowielaczy, które po przebiciu diod stają się awaryjne. Wadą
jest konieczność użycia w miarę możliwości identycznych
trafopowielaczy. Każdy FBT posiada osobne (identyczne) pierwotne,
po prostu połączone równolegle do wyjścia przetwornicy. Kable
anodowe i dolne terminale trafopowielaczy również są połączone
równolegle. Teoretycznie, ten układ powinien sobie poradzić także
z trzema, a być może i czterema trafopowielaczami! Niestety, nie
mam możliwości sprawdzenia tego, jako że brak mi dostępu zarówno
do odpowiedniej ilości identycznych FBT, jak i moje zasilanie nie
jest w stanie zaspokoić apetytu tego potwora już przy dwóch FBT* -
pobór prądu bez trudu sięga 25A. Wraz z liczbą FBT powinna
analogicznie rosnąć pojemność rezonansowa (w przybliżeniu może
to być taka sama pojemność jak w klasycznym układzie pomnożona
przez liczbę trafopowielaczy) - najlepiej aby była to bateria wielu
mniejszych kondensatorów połączonych równolegle, aby rozłożyć
ogromne prądy płynące w układzie. Tak samo jak w klasycznym
układzie, umiejętne zmniejszanie ilości zwojów i zwiększanie
pojemności można zwiększać pompowaną moc, ale w obu przypadkach
należy być ostrożnym - w pewnym momencie możliwe jest zaburzenie
działania sprzężenia sterującego przetwornicą i tranzystory
zostaną zniszczone.
*FBT to skrót od FlyBack
Transformer - trafopowielacz.
Przykład jak pracuje moja
wersja. Dwa FBT, pierwotne po 8 zwojów, około 2,5µF pojemności
rezonansowej, zasilanie 35V 500W
Należy wspomnieć, że nie można w
ten sposób wykorzystać zwykłych transformatorów AC, jako że przy
połączeniu ich równolegle najprawdopodobniej popłynęłyby duże
prądy wyrównawcze. Takie prądy przepływają pomiędzy
transformatorami i powodują silne ich grzanie, mogąc nawet je
zniszczyć. W przypadku użycia trafopowielaczy wbudowane prostowniki
HV uniemożliwiają wystąpienie tego zjawiska. Chcąc użyć traf AC
w grę wchodzi jedynie układu analogicznego do przedstawionego przez
Mania-Ca. Polecam jednak używanie trafopowielaczy połączonych
równolegle, są znacznie mniej problematyczne i wytrzymują większe
moce.
Użycie
przetwornicy jako miniaturowej nagrzewnicy indukcyjnej:
Grzanie
indukcyjne to proces bezkontaktowego ogrzewania metali przez bardzo
silne, przemienne pole magnetyczne o wysokiej częstotliwości.
Nagrzewanie następuje wskutek indukcji bardzo silnych prądów
wirowych oraz strat wynikających ciągłego przemagnesowywania
materiału (zwłaszcza silne zjawisko w przypadku ferromagnetyków
jak np. stal i dominujące źródło ciepła przy grzaniu przez ten
układ, ze względu na relatywnie niską częstotliwość pracy).
Przetwornica Mazzilliego może zostać użyta do tego
celu praktycznie bez żadnych modyfikacji. Zamiast klasycznego układu
proponuję opisaną wyżej wersję na bazie oscylatora Royera, jako
że nie wymaga wykonywania odczepu na uzwojeniu, którego obecność
na wzbudniku mogłaby być problematyczna. Jak więc zamienić
przetwornicę w nagrzewnicę? Otóż należy w miejscu uzwojenia
pierwotnego zamontować wzbudnik. Wzbudnik, to cewka w której
wnętrzu będzie grzany obiekt. Wykonuje się ją analogicznie do
uzw. pierwotnego, tyle, że jako spiralę drutu zawieszoną w
powietrzu. Najlepiej użyć w tym celu grubego (przynajmniej 2mm)
drutu miedzianego, bądź jeszcze lepiej cienkiej rurki miedzianej.
Średnica tak powstałej cewki najlepiej aby wynosiła koło 10-20mm,
ilość zwojów około 5-10. Jako pojemność rezonansową należy
użyć kondensatorów o łącznej pojemności co najmniej 2µF, do
nawet 4µF. Musi być to bateria kliku połączonych równolegle,
bardzo solidnych kondensatorów, jako że płynące w niej prądy
będą osiągały bardzo duże wartości. Kondensatory powinny
być możliwie blisko wzbudnika, ale oddzielone czymś od niego ze
względu na silne promieniowanie cieplne. Należy również
zaopatrzyć tranzystory w duże radiatory, a całość w potężne
zasilanie dostarczające przynajmniej 24V @ 20A. Trzeba również
pamiętać, że im większa bateria rezonansowa a mniejszy wzbudnik,
tym więcej mocy będzie pobierał układ i tym mocniej będą grzały
się tranzystory. Również użyte dławiki powinny być na prawdę
solidne. Zasadniczo, tyle wystarczy. Po włączeniu zasilania i
wsunięciu we wzbudnik stalowego obiektu powinien szybko rozgrzać
się do czerwoności.
Niestety,
kosztem prostoty układu są jego możliwości, możemy grzać
jedynie ferromagnetyki (głównie stal i żelazo), do tego raczej
niezbyt duże obiekty (np. gwoździe). Pozyskana temperatura będzie
też zbyt niska aby stopić obiekt, czy nawet osiągnąć kowalność.
Nie mniej, to bardzo interesująca i stosunkowo tania zabawka.
Lista przetestowanych komponentów:
Poniżej znajduje
się lista tranzystorów przetestowanych do pracy z tą przetwornicą.
Niestety, nie wszystkie się do tego nadają, dotyczy to zwłaszcza
tranzystorów o zbyt słabych parametrach oraz niektórych
tranzystorów wysokonapięciowych, które wskutek specyficznej budowy
nie współpracują z prezentowanym tutaj układem. Oto lista
sprawdzonych tranzystorów:
-IRFP250 lub IRFP260 -
Optymalny wybór. Pozwalają na bezproblemową pracę nawet przy
bardzo dużych mocach, przy czym są niedrogie. Polecam te modele.
-IRFP240, IRF640 - Pracują w pełni poprawnie, ale
przeznaczone do pracy z mniejszą mocą. Przy dużych mocach mogą
się przegrzewać.
-IRFPS40N60 - Pracują w pełni poprawnie,
pozwalają też na osiąganie dużych mocy. Bardzo kosztowne.
-FDP51N25 - Pozwalają na osiąganie dużych poziomów mocy,
przy czym niedrogie.
A także lista tranzystorów, które
sprawiają problemy. Ich stosowanie jest niezalecane!
-TK31J60W
- Ulegają zniszczeniu od razu po uruchomieniu
przetwornicy.
-TK62J60W - Przetwornica uruchamia się, jednak
działa niestabilnie i podczas używania ulegają uszkodzeniu w
losowych momentach
-SIHG73N60 - Przetwornica działa z niewielką
wydajnością, ulegają zniszczeniu po kilku sekundach pracy.
Artykuł będzie jeszcze uzupełniany. Mile
widziane są wszelkie uwagi i sugestie.
Jeżeli
gdzieś się pomyliłem, czy o czymś zapomniałem, piszcie śmiało.
Mile widziane też byłyby zdjęcia do lepszego zobrazowania artykułu
- moje niestety niezbyt nadają się do tego celu.