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制作马克思高压发生器特斯拉线圈 电弧球

时间:2013-01-30 15:42来源:未知 作者:admin 点击:
可是我在意想不到的处所找到了一个更换品,就是日光灯启辉器中的玻璃泡。泡中充填了少量氩气,高压放电时发出蓝色光,很是大度。独一的题目就是玻璃泡的体积太小,玩起来不警惕的话很轻易触电,想和正牌的电弧球一
1 电路道理
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高压DIY之中,必不行少的器械是一个高压产生器,依赖它可以玩出各类百般的格式。在淘宝上可以买到各类百般的高压模块,小到电蚊拍,负离子产生器,大到电网捕兽机。可是对付我等DIYer来讲,有什么比一个自行量身定做的可调高压产生器更得当呢?

上图是一个浅显高压产生器,行使一块牢靠频率脉宽调制电路TL494发生方波信号节制MOS管Q1,Q1上的交变电流在通过串联的利害电视机高压包T的时辰升压到2k~10kV,升压后经高压包次级串联的高压整流二极管半波整流,输出带直流分量的高频高压(可能说带高频纹波的直流高压也行,两者是一回事)。
作为专业的电源芯片(可以在一些电脑ATX电源里找到这枚上世纪80年月Ti推出的经典开关电源主控芯片),TL494具有富厚的成果,但这里只用了个中的一小部门。升压电路行使了最为简朴的不带磁复位的单管正激拓扑,而且没有采样反馈部门,究竟上这里的TL494只相等于一个频率和占空比可变的方波产生器,因此也可以用其他的方波振荡电路,好比555集成电路或运放或晶体管组成的多谐振荡器取代。
这个电路的几个重点参数(它们对之后的调试很有效)如下:输出方波的频率由TL494的5脚对地电容和6脚对地电阻抉择,fosc=1.1/(R1+RP2)•C2。方波占空比由RP1上的分压抉择,,可以在0%~100%之间调理,进而调理变压器的电流和输出电压。
TL494的事变方法细节
想进一步改造该电路的话, 更多可用的正激电源拓扑




2 原料筹备
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必要的电子器械:
○ 16脚DIP插座x1
○ TL494芯片 x1#p#分页标题#e#
○ 4700uF,16V电容 x1
○ 100nF瓷片电容x1
○ 10nF 瓷片电容x1
○ 50k电位器x1
○ 10k电位器x1
○ 1.5k电阻 x1
○ 10欧电阻 x1
○ IRF540 MOS管+散热片 x1
○ IN5819二极管 x1
○ 8脚利害电视机高压包 x1 

○ 全能电路板(洞洞板)x1
○ 导线多少

其他装备:
● 电烙铁
● 焊锡/松香
● 12V/2A电源
● 万用表
● 示波器(最好有)
● 热风枪(假如你选用了贴片元件
● 调理电位器用的小螺丝刀

大部门元件的宽容度很高,并不要求参数很精确,好比说1.6k或1.8k的电阻都可以用来取代R1。一些有非凡要求的器件如下:#p#分页标题#e#
● 电位器:平凡的电位器就能用,但假如想准确调解的话,保举行使多圈可调电位器。为了调理利便,还必要一把小螺丝刀。

● MOS管:这里用的是IRF540。用其他MOS管更换的话,要求Vdss在80V以上,Vth的最小值在2V~4V,导通电阻尽也许小(IRF540是0.077欧),同时做好散热片配备。出格要说的一点是,一些高机能的MOS(好比主板上的供电MOS)因为Vth的最小值过低(它们能在很低的栅压下导通,在大部门环境下这是利益),用在这个电路上轻易误触发导致占空比调理坚苦(RP1稍一调解电流就急剧上升),以是行使更换器件时必然要留意参数。

● 高压包:行使利害电视机的8脚高压包。假如只是发生高压玩玩,可以直接用原有的低级线圈。可是直接在磁棒上重绕低级线圈来进步输出电压一ㄇ风行的玩法之一。

● 彩电的高压包不适于这一电路,由于它们的低级计划电压是220V,必要按照匝数对它们举办改装才好用。可是它们的输出电压比利害电视机高不少,在制作20-40kV输出的高压发生器时少不了它们。




3 焊接电路
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焊接电路依照电路图即可,难度不大。出于安详起见最好把高压包和低压部门分隔,调试完成后再组装到一路。
一些必要留意的小处所:



  • 给MOS安上足够大的散热片并留出散热片的空间。我有点反悔散热片用小了,功效调试的时辰因为发烧不敢加大MOS电流。
  • 不和通过大电流的走线不能用小股铜线飞线,我用了大量的锡在全能板上堆出电源线和地线。
  • 高压包的脚位:4脚是次级线圈的地线,2,5,6,7,8脚则是低级线圈。保举选用5脚和8脚通入交换信号,但在这些脚中任选两个城市在次级感到出高压,可以按照现实电路中的示意选择。虽然,直接在磁棒上用导线自绕低级线圈也是可以的。#p#分页标题#e#



4 调试高压产生器
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告诫:调试的时辰有高压触电伤害,请万万警惕



  • 起首调试低压部门,先不插上芯片,接上电源往后用万用表测试芯片插座上的供电电压和电路各点电位,确认正常往后断开电源接上芯片。
  • 示波器这时辰可以派上用场了,丈量MOS管的栅极电压,统统正常的话就能像我这样在屏幕上看到方波波形——148.8KHz,12.4V峰峰值,统统正常。
  • 接下来调理方波的频率和占空比,记得之前说过的么?电位器RP1调理占空比,RP2调理频率。把振荡频率调到120KHz阁下,占空比约10%,然后举办下一步。断开电源,接上高压包 (万万不要在带电的时辰干活) 。
  • 这时辰假若有一个能表现及时电流的尝试电源会很好用,没有的话就必要时候留意散热片温度停止MOS过热销毁了。。。。把高压输出线摆到不会影响事变的处所,打开电源输出,留意这时辰的电流值。假如过大的话,顿时关掉电源,调理RP1减小方波占空比,然后再试。我最后把电流调理到了约600mA,假如必要更高的输出电压可以在散热片应承的范畴里进步MOS管电流。


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  • 然后警惕翼翼的拿起高压包的输出线(可以看到这是厚绝缘层的特制高压线,拿几cm往后的绝缘层,万万不要遇到输出线头….),将线头接近高压包4脚的引出线,看到蓝紫色的瑰丽电弧了么?



5 等离子蚀刻 
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  • 当高压电极靠近,极间电场靠近氛围的击穿强度时,就会击穿氛围,发生豁亮的电弧。氛围中电弧放电发生的等离子体为热等离子体,电子温度与气体温度大抵相称,可达103~105K。运用它的局部高暖和高化学活性,可以用在烧蚀原料,熔炼金属,外貌处理赏罚等方面。把上一步中获得的蓝紫色电弧引向白纸,可以看到纸张外貌碳化,电弧刹时烧出了一个小洞。


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  • 更进一步的电弧展示在一个水蜜桃上(苹果梨之类带必然水分的生果都行)举办,将水蜜桃与次级线圈的地线相连,接着就可以用高压输出线的尖端对桃子放电,发生的电弧烧蚀碳化果皮,在上面形成玄色的焦痕。因为电弧的高温,被碳化的只有表层,内里如故是水灵灵的果肉,平凡的火焰可做不到这一点。事变时的电弧现实呈黄色,这是由于果皮中的部门因素受热气化混入等离子体的缘故。只要原料有必然的导电性(譬喻瓜果肉菜,被打湿的皮革),就可以用这种要领在上面刻字。
  • 趁便,在这里可以领会一下前面为什么一向要求留意安详:固然这个高压产生器功率不大,伤害性相对而言不是很高,但要在不警惕触电时在皮肤上留下焦黑的陈迹和弥漫的烤肉气息照旧没有题目的……



6 电弧球
当宅男女神赶上你的水晶邪术球-只能计无所出…… 


  • 淘宝上出售的制品电弧球


  • 或者你在网上可能科技馆见到过图上这样的电弧球,球里大度的极光翩翩起舞,当把手指放到上面时还会呈现一条跟着手指尖端移动的烂漫电弧。归根结底这也是等离子体的功勋,玻璃球中的低压气体在高电压下辉光放电(留意,和之前氛围中电弧的弧光放电差异)会随气体差异发生瑰丽的光线,现实上这也就是霓虹灯的发光道理。在电弧球中有一个高压产生器,高频高压的电极一端通到玻璃球内的球形电极,另一端接地。当手指打仗玻璃球时,电流从玻璃球内电极-气体-玻璃球壳-人体-大地形成回路,于是就发生了顺手指移动的大度放电电弧。因为球壳与人体间的电容很小,通过的交变电流也极小,因此对人没有伤害。
  • 通过以上的道理说明,很轻易发此刻已经有了高压产生器的条件下,只必要一个充填了稀薄气体的带电极玻璃球就可以廉价电弧球。一个很好的器械是老式的透明电灯胆,早年海内出产的40w以下电灯胆凡是抽真空(而且限于技能真空度还略差。)用来做这个再好不外。痛惜的是此刻的灯胆大都充填氮气和氩气,买到的菲利普灯胆在高压下并不能放电……#p#分页标题#e#
  • 可是我在意想不到的处所找到了一个更换品,就是日光灯启辉器中的玻璃泡。泡中充填了少量氩气,高压放电时发出蓝色光,很是大度。独一的题目就是玻璃泡的体积太小,玩起来不警惕的话很轻易触电,想和正牌的电弧球一样做成放置是不行能了……
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  • 某位筒子向我保举了发橘赤色光的充气稳压电子管WY-3P,我手头没有以是没法尝试,有这玩意的筒子感乐趣的话可以自行玩玩XD。



7 总结在这个电路的基本上,尚有许多可以改造的处所。
改造电路拓扑可以大大进步事变服从,插手反馈电路和输出滤波电容则可以获得带稳压的可调高压电源。最为令人欢快的设法照旧在磁棒上重绕低级线圈,这样可以在高压包上得到15kV级此外电压,这样可以得到更为壮观的等离子电弧,同时还可觉得我打算中的静电飘升机提供备选电源。
同时,调解占空比可以节制电弧放电的电流巨细(也是电弧发生热量的几多),占空比的快速变革足以激发电弧周围氛围的快速热胀冷缩,从而发作声音:这是等离子扬声器的道理,因为只有极小质量的氛围振动,从而具有极好的高频相应。理论上说在拉出不变电弧的环境下,在TL494的4脚加载音频信号就可以得到调制的电弧发声( 实例 ),但在尝试时这个廉价高压产生器发出的声音音量极小,展望也许是高压产生器的功率不足,原本的电弧电流太小的缘故。要改造这一点不只必要改装高压包,还必要改换散热片和MOS管,事变量轻微大了些。此刻它被排在我的打算行列里,比及有好动静的时辰我会再来的。

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