Простое устройство получения высокого напряжения. Поющая дуга (ионофон) В. сильченко, с. викулово, тюменская обл

Выходной каскад строчной развертки из-за большого энергопотребления работает в жестком температурном режиме, и поэтому большинство отказов телевизоров связано именно с ним.

Обычно наибольшие проблемы возникают в случае выхода из строя сплит-трансформатора. В качестве примера можно привести неисправность в телевизоре LOEWE CLASSIC на шасси С8001 STERЕO/85.

В процессе поиска неисправности было установлено, что пробит выходной транзистор строчной развертки Т539 типа BU508А (сплит-трансформатор 2761419).

К сожалению, найти оригинальный трансформатор не представилось возможным, поэтому пришлось решать проблему другим способом.

Фрагмент схемы выходного каскада строчной развертки этого телевизора показан на рис. 1. Напряжение вторичных обмоток сплит-трансформатора, а также их полярность, большинство европейских фирм указывает на печатной плате, непосредственно у вывода. В случае отсутствия этой информации можно поступить следующим образом. Как правило, подавляющее число отказов трансформаторов фиксируется в их высоковольтной части, в то время как вторичные обмотки находятся в работоспособном состоянии. Поэтому, отыскав среди них накальную обмотку кинескопа (6,3 В), можно подать на нее напряжение накала от работающего телевизора (например, с выв. 7-8 ТВС110-ПЦ15 телевизора 3УСЦТ), предварительно отсоединив ее от контактов панели кинескопа. Полярность импульсов вторичных обмоток определяют, исходя из полярности выпрямительного диода, подключенного к данной обмотке.

В нашем случае обмотка 9-10 трансформатора является обмоткой питания видеоусилителей. Но к данному способу определения полярности и напряжения вторичных обмоток прибегать приходится исключительно редко, так как в справочной литературе имеются практически все схемы сплит-трансформаторов с указанием напряжений первичных и вторичных обмоток, а также их полярности.

В нашем конкретном случае было выяснено, что напряжения вторичных обмоток трансформатора предназначены для питания следующих функциональных узлов:

9-1 - 60 В - для формирования напряжения настройки тюнера;

9-10 - 200 В - для питания видеоусилителей;

9-5 - 6,3 - для питания накала кинескопа;

9-8 - 12 В - для питания микросхем радиоканала и канала цветности;

9-6 - 27 В - для питания кадровой развертки.

Необходимо отметить, что напряжения 12 и 27 В получаются при выпрямлении не отрицательной части строчного импульса, а его положительной составляющей, на что нужно обратить особое внимание при отсутствии документации на трансформатор. Ориентиром здесь может служить обмотка питания видеоусилителей (9-10), напряжение которой (обычно 180…220 В) получается выпрямлением строчных импульсов положительной полярности.

Разобравшись со вторичными обмотками, приступим к изготовлению узла, предназначенного для замены неисправного сплит-трансформатора. За основу конструкции берется узел выходного каскада строчной развертки телевизора 3УСЦТ, схема которого представлена на рис. 2. Моточные данные обмоток трансформатора приведены в таблице.

Назначение вторичных обмоток трансформатора следующее:

7-8 - обмотка питания накала кинескопа;

4-5, 4-3, 4-6, 4-2 - обмотки питания субмодуля коррекции растра и блока сведения;

14-15 - высоковольтная обмотка.

Исходя из вышеизложенного, очевидно, что вторичные обмотки 4-5, 4-6 ТВС 110-ПЦ16 можно использовать вместо обмоток 9-1, 9-10 сплит-трансформатора, обмотку 4-2 - вместо обмотки 9-6, обмотку 7-8 - вместо обмотки 9-5. Что касается получения напряжения отрицательной полярности 150 В, то здесь придется домотать обмотку 4-3 до мощности 10 Вт. При использовании трансформатора ТВС 110-ПЦ15 дополнительно придется намотать отсутствующие в нем обмотки 3-2, 5-6. Намотку дополнительных обмоток удобно производить на свободной стороне сердечника ТВС проводом МГТФ-0,3-0,5 или ПЭВ-2-0,4. В последнем случае необходимы изолирующие прокладки между сердечником и обмоткой.

При намотке необходимо обратить внимание на синфазность дополнительных обмоток. Высоковольтный узел в основных схемных решениях повторяет подобный узел телевизора 3УСЦТ. Различие заключается только в способах подачи на кинескоп ускоряющего напряжения и сигнала для устройств стабилизации размера изображения по строкам и ограничения тока лучей.

Резисторы регулировки фокусирующего и ускоряющего напряжений применены от вышедшего из строя сплит-трансформатора и приклеены термостойким клеем к корпусу умножителя УН9/27-1,3 А.

Если эти резисторы невозможно снять, не повредив их, с корпуса сплит-трансформатора, то схему подачи этих напряжений на кинескоп следует реализовать аналогично той, что применяется в телевизорах 3УСЦТ.

Переделанная схема выходного каскада строчной развертки упомянутого телевизора LOEWE показана на рис. 3.

ТВС 110-ПЦ16 устанавливают на место выпаянного сплит-трансформатора на расстоянии 1 см от поверхности печатной платы, и его выводы распаиваются согласно приведенной схеме. При отсутствии ошибок в монтаже выходной каскад, как правило, начинает работать сразу, на экране появляется растр. Подав на вход телевизора сигнал цветных полос, осуществляют регулировку фокусирующего и ускоряющего напряжений, затем оценивают размеры растра по горизонтали и вертикали.

Ввиду того, что параметры обмотки 9-12 ТВС 110-ПЦ16 не полностью идентичны параметрам обмотки 2-4 сплит-трансформатора, может иметь место повышенный или пониженный размер растра по горизонтали. Если переменным резистором R586 (размер по горизонтали) невозможно установить растр нормального размера,то потребуется подобрать емкость конденсатора С540, предварительно установив R586 в среднее положение. Регулировка размера по вертикали обычно укладывается в номинал переменного резистора R564.

Затем необходимо проверить вторичные напряжения обмоток трансформатора ТВС 110-ПЦ16. В данном телевизоре величина напряжения после выпрямителей на конденсаторах фильтров обозначена на печатной плате, поэтому измерения производят вольтметром постоянного тока. В случае, если имеется только амплитуда импульсов на вторичных обмотках - она измеряется осциллографом. Как показала практика, амплитуда импульсов вторичных обмоток может отличаться от номинала в пределах ±10%, что не сказывается отрицательно на работе телевизора. Если амплитуда отличается на величину более 10%, необходимо тщательно исследовать форму строчного импульса на отсутствие выбросов и возбуждения на высокой частоте. Для этого осциллограф подключают к любой вторичной обмотке ТВС 110-ПЦ16, а регулировку производят подбором емкостей конденсаторов С547, С546, С583, С540. В случае, если амплитуда импульсов вторичных обмоток превышает номинал более чем на 10%, необходимо уменьшить количество витков L доп. до соответствия номиналу, а что касается обмоток 4-5, 4-6, 4-2, то в цепи этих обмоток есть балластный резистор (например, R506 в цепи +200 В). Увеличивая номинал этого резистора, добиваются приближения выпрямленного напряжения к номиналу.

Следующий этап - регулировка напряжения накала кинескопа. Ввиду высокой идентичности параметров сплит-трансформаторов и нитей накала кинескопов в данном телевизоре отсутствует система регулировки напряжения накала, и последовательно с обмоткой накала включен нерегулируемый дроссель L541. Величина напряжения контролируется осциллографом непосредственно на контактах панели кинескопа. Для осуществления регулировки последовательно с дросселем L541 устанавливают резистор R д типа С5-37, подбором сопротивления которого (в пределах 1…3 Ом) устанавливают номинальное напряжение. Хорошие результаты дает установка вместо L541 регулируемого дросселя L5 (например, от модуля КР-401 завода „Горизонт”). В случае, если напряжение накала меньше номинала, последовательно с обмоткой 7-8 ТВС110-ПЦ16 дополнительно наматывают 1-2 витка и производят повторную регулировку. Умножитель УН9/27-1,3 А устанавливают в любом удобном месте корпуса телевизора и соединяют его с выв. 15 ТВС высоковольтным проводом.

Как показала практика, мощность трансформатора ТВС 110-ПЦ16 вполне достаточна для работы выходных каскадов телевизоров с размером экрана по диагонали 67…70 см. Предлагаемый способ ремонта достаточно трудоемок, но тем не менее порой является единственным способом „оживить” телевизор, если нет возможности приобрести оригинальный сплит-трансформатор. Подобным образом было отремонтировано несколько телевизоров выпуска середины 80-х гг., после чего они показали высокую надежность и стабильность в работе.

Печать

ТДКС, что это такое? Проще сказать — это трансформатор, спрятанный в герметичный корпус, так как напряжения в нем значительные и корпус защищает от высокого напряжения расположенные рядом элементы. ТДКС используется в строчной развертке современных телевизоров.

Раньше в отечественных телевизорах цветных и черно-белых напряжение второго анода кинескопа, ускоряющее и фокусировки, вырабатывалось в два этапа. С помощью ТВС (трансформатор высоковольтный строчный) получалось ускоряющее напряжение, а дальше с помощью умножителя получали напряжение фокусировки и напряжение для второго анода катода.

У ТДКС расшифровка такая — трансформатор диодно-каскадный строчный, вырабатывает напряжение питания второго анода кинескопа 25 — 30 кВ, а так же формирует ускоряющее напряжение 300 — 800 В, напряжение на фокусировки 4 — 7 кВ, подает напряжение на видеоусилители — 200 В, тюнера — 27 31 В и на нити накала кинескопа. В зависимости от ТДКС и схемы построения, формирует дополнительные вторичные напряжения для кадровой развёртки. С ТДКС снимаются сигналы ограничения тока луча кинескопа и автоподстройки частоты строчной развёртки.

Устройство ТДКС рассмотрим на примере тдкс 32-02. Как и положено трансформаторам он имеет первичную обмотку, на которую подается напряжение питания строчной развертки, а также снимается питание для видеоусидителей и вторичные обмотки, для питания уже указанных выше цепей. Количество их может быть различным. Питание второго анода, фокусировки и ускоряющего напряжения происходит в диодно-конденсаторном каскаде с возможностью их регулировки потенциометрами. Еще, что следует отметить это расположение выводов, в большинстве своем трансформаторы бывают U — образные и O — образные.

В таблице ниже приведена распиновка ТДКС 32 02 и его схема.

Нумерация начинается если смотреть снизу, слева на право, по часовой стрелке.

Замена

Подобрать для нужного ТДКС аналоги трудно, но возможно. Просто необходимо сравнить характеристики имеющихся трансформаторов с нужным, по выходным и входным напряжениям, а так же по совпадению выводов. Например, для ТДКС 32 02 аналог — РЕТ-19-03. Однако хотя они идентичны по напряжению, у РЕТ-19-03 отсутствует отдельный вывод заземления, но проблем это не создаст, так как он просто соединен внутри корпуса на другой вывод. Прилагаю для некоторых тдкс аналоги

Иногда не получается найти полный аналог ТДКС, но есть схожий по напряжениям с различием в выводах. В этом случае нужно после установки трансформатора в шасси телевизора, разрезать не совпадающие дорожки и соединить в нужной последовательности кусочками изолированного провода. Будьте внимательны при проведении данной операции.

Поломки

Как и всякая радиодеталь, строчные трансформаторы тоже ломаются. Так как цены на некоторые модели достаточно велики, необходимо сделать точную диагностику поломки, чтобы не выкинуть деньги на ветер. Основные неисправности ТДКС это:

• пробой корпуса;
• обрыв обмоток;
• межвитковые замыкания;
• обрыв потенциометра screen.

С пробоем изоляции корпуса и обрывом более менее все понятно, а вот межвитковое замыкание выявить достаточно трудно. Например, пищит ТДКС, это может быть вызвано как нагрузкой во вторичных цепях трансформатора, так и межвитковым замыканием. Самое лучшее использовать прибор для проверки ТДКС, ну а если такового нет искать альтернативные варианты. О том, как проверить ТДКС телевизора, можно почитать в статье на сайте «Как проверить трансформатор «.

Восстановление

Пробой — это обычно трещина в корпусе, в этом случае ремонт ТДКС будет достаточно прост. Зачищаем крупной наждачной бумагой трещину, очищаем его, обезжириваем и заливаем эпоксидной смолой. Слой делаем достаточно толстый, не менее 2 мм, для исключения повторного пробоя.

Восстановление ТДКС при обрыве и замыкании витков крайне проблематично. Помочь может только перемотка трансформатора. Никогда не выполнял такую операцию, так как она очень трудоемка, но при желании, конечно, все возможно.

При обрыве обмотки накала лучше ее не восстанавливать, а сформировать из другого места. Для этого наматываем пару витков изолированным проводом вокруг сердечника ТДКС. Направление намотки не важно, но если нить накала не засветилась, поменяйте местами провода. После намотки нужно установить напряжения накала при помощи ограничительного резистора.

Если не регулируется ускоряющее напряжение (screen), то в данном случае можно сформировать его. Для этого надо создать постоянное напряжение около 1kV с возможностью его регулировки. Такое напряжение есть на коллекторе строчного транзистора, импульсы на нем могут быть до 1,5 кВ.

Схема проста, напряжение выпрямляется высоковольтным диодом и регулируется потенциометром, который можно взять с платы кинескопа старого отечественного телевизора 2 или 3УСЦТ.

В табл. 5.15 приведены максимально - возможные в течение кампании значения коэффициентов неравномерностей энерговыделений и мощности ТВС для типовых ячеек активной зоны реактора. Значения коэффициентов неравномерностей энерговыделений приняты по данным раздела 5.3.6, полученным при моделировании на физической модели реактора последовательных загрузок в каждой из этих ячеек свежей ТВС при среднем выгорании по активной зоне около 20%.

Таблица № 5.15

Максимально-возможные в течение кампании мощностные характеристики ТВС в типовых ячейках активной зоны

Цифры в скобках первой строки табл. № 5.15 соответствуют округленному до целого значения количеству полномасштабных ТВС (в расчете на 188 твэлов), находящихся в энерговыделяющем пространстве активной зоны на момент ее состояния, соответствующего максимальным значениям коэффициентов неравномерности энерговыделений для типовой ячейки. Это количество определяется положением КО (долей введенной в зону топливной подвески) и количеством ТВС 184.05 (160 твэлов), находящихся в активной зоне (для данных, приведенных в табл.5.15, оно принято равным 6).

Расчеты максимальных значений температурных параметров твэлов, которые могут реализовываться в течение кампании в типовых ячейках активной зоны, для стационарного режима работы реактора на номинальном уровне мощности 100 МВт проводился по программе КАНАЛ-К . В каждой ТВС по табл. № 5.15 обсчитывался фрагмент из 8 соседних наиболее напряженных твэлов, включая и твэл с максимальным энерговыделением. Исходные данные и результаты расчета сведены в табл. № 5.16.

Таблица № 5.16

Расчетные параметры ТВС и твэлов при мощности реактора100 МВт

Следствием используемого на реакторе СМ-3 режима частичных перегрузок распределение энерговыделений по активной зоне изменяется как от кампании к кампании, так и в процессе каждой отдельной кампании. При перегрузках свежие ТВС устанавливаются, как правило, по две во внутренний и наружный слои зоны и не более двух ТВС в квадранте. В процессе кампании распределение энерговыделений зависит от перемещения РО СУЗ, изменения объема зоны за счет ввода топливных догрузок КО, неравномерных по зоне выгорания и отравления. С учетом этого и реализация приведенных в табл. № 5.16 режимов охлаждения твэлов в том или ином наборе топливных ячеек также будет зависеть от конкретной кампании и ее протекания.

Особенностью работы твэлов в реакторе СМ-3, как и в СМ-2, является использование форсированного охлаждения самых энергонапряженных твэлов за счет допущения поверхностного кипения теплоносителя во всех типовых ячейках зоны в режимах с максимальным энерговыделением в ТВС этих ячеек (гидропрофилирование с обеспечением одинакового запаса до кризиса). На части твэлов с максимальным энерговыделением температура наружной поверхности оболочки твэлов выше температуры насыщения, что вызывает образование пузырей в микровпадинах ее поверхности. В свою очередь, недогрев теплоносителя до температуры насыщения приводит к быстрой конденсации паровых пузырьков, и, таким образом, объемное паросодержание в потоке отсутствует. Подкипание теплоносителя увеличивает коэффициент теплоотдачи, что обуславливает сохранения температуры оболочки твэлов на сравнительно низком уровне. За все время эксплуатации реакторов СМ-2 и СМ-3 гидравлической и нейтронной нестабильностей в работе активной зоны и СУЗ не отмечено.

Внимание! Умножитель дает очень большое ПОСТОЯННОЕ напряжение! Это реально опасно, поэтому если решите повторить - будь предельно аккуратны и соблюдайте технику безопасности. После опытов выход умножителя обязательно разряжать! Установка запросто может убить технику, цифрой снимать только из далека, а опыты проводить подальше от компьютера и прочих бытовых приборов.

Это устройство является логическим завершением темы, по использованию строчного трансформатора ТВС-110ЛА, и обобщением статьи и темы форума .

Полученное в итоге устройство нашло применение в различных экспериментах, где требуется высокое напряжение. Окончательная схема устройства приведена на рис.1

Схема очень проста, и представляет собой обычный блокинг-генератор. Без высоковольтной катушки и умножителя может использоваться там, где нужно переменное высокое напряжение с частотой в десятки Гц, например ее можно использовать для питания ЛДС или для проверки подобных ламп. Более высокое переменное напряжение получается с использованием высоковольтной обмотки. Для получения высокого постоянного напряжения использован умножитель УН9-27.

Рис.1 Принципиальная схема.

Фото 1. Внешний вид источника питания на ТВС-110

Фото 2. Внешний вид источника питания на ТВС-110

Фото 3. Внешний вид источника питания на ТВС-110

Фото 4. Внешний вид источника питания на ТВС-110

Устройство входит в число высоковольтных игрушек с применением интегрального таймера 555. Достаточно интересная работа девайса может вызвать особый интерес не только среди радиолюбителей. Такой высоковольтный генератор очень прост в изготовлении и не нуждается в дополнительной настройке.
Основа - генератор прямоугольных импульсов построенный на микросхеме 555. В схеме также применен силовой ключ, в роли которого N-канальный полевой транзистор IRL3705.

В этой статье будет рассмотрена детальная конструкция с подробным описанием всех используемых компонентов.
Активных компонентов в схеме всего два - таймер и транзистор, ниже распиновка выводов таймера.

Думаю, никаких затруднений с выводами не будет.

Силовой транзистор имеет следующую цоколевку.

Схема не новинка, ее давно используют в самодельных конструкциях где есть необходимость получения повышенного напряжения (электрошоковые устройства, гаусс-пушки и т.п.).

Аудио-сигнал подается на вывод контроля микросхемы через пленочный конденсатор (можно и керамический), емкость которого желательно подобрать опытным путем.

Хочу сказать, что устройство работает и достаточно хорошо, но не советуется включать на долгое время поскольку схема не имеет дополнительного драйвера для усиления выходного сигнала микросхемы, поэтому последняя может перегреться.

Если уж решили сделать такое устройство в качестве сувенира, то стоит использовать схему ниже.

Такая схема уже может работать в течении долгого времени.

В ней таймер питается от пониженного напряжения, этим обеспечивается долговременная работа без перегревов, а драйвер снимает перегруз с микросхемы. Этот преобразователь отличный вариант, хотя компонентов на порядок больше. В драйвере можно использовать буквально любые комплементарные пары малой и средней мощности, начиная от КТ316/361 заканчивая КТ814/815 или КТ816/817.

Схема может работать и от пониженного напряжения 6-9 вольт. В моем случае установка питается от аккумулятора бесперебойника (12 Вольт 7А/ч).

Трансформатор - использован готовый. Если установка собирается для показов, то стоит мотать высоковольтный трансформатор самому. Это резко уменьшит размеры установки. В нашем случае был использован строчный трансформатор типаТВС-110ПЦ15. Ниже представляю намоточные данные используемого строчного трансформатора.

Обмотка 3-4 4витка (сопротивление обмотки 0,1 Ом)
Обмотка 4-5 8витков (сопротивление обмотки 0,1 Ом
Обмотка 9-10 16витков (сопротивление обмотки 0,2 Ом)
Обмотка 9-11 45витков (сопротивление обмотки 0,4 Ом)
Обмотка 11-12 100витков (сопротивление обмотки 1,2 Ом)
Обмотка 14-15 1080витков (сопротивление обмотки 110-112 Ом)

Без подачи сигнала на вывод контроля таймера, схема будет работать как повышающий преобразователь напряжения.
Штатные обмотки строчного трансформатора не позволяют получать длинную дугу на выходе, именно в связи с этим можно мотать свою обмотку. Она мотается на свободной стороне сердечника и содержит 5-10 витков провода 0,8-1,2мм. Ниже смотрим расположение выводов строчного трансформатора.

Самый оптимальный вариант - использование обмоток 9 и 10, хотя проводились опыты и с другими обмотками, но с этими результат очевидно лучше.
В ролике, к сожалению не хорошо слышны слова, но в реале их можно четко слышать. Такой "дуговый" громкоговоритель имеет ничтожный КПД, который не превышает 1-3%, поэтому такой метод воспроизведения звука не нашел широкого применения и демонстрируется в пределах школьных лабораторий.

Список радиоэлементов

Главная » Ходовая » Простое устройство получения высокого напряжения. Поющая дуга (ионофон) В. сильченко, с. викулово, тюменская обл