V dnešní době často najdete zastaralé CRT televizory v koši, s rozvojem technologií přestávají být aktuální, takže se jich nyní většinou zbavují. Snad každý viděl na zadní stěně takového televizoru nápis v duchu „Vysoké napětí. Neotvírat". A visí tam z nějakého důvodu, protože každý televizor s obrazovkou má velmi zajímavou maličkost zvanou TDKS. Zkratka znamená „diode-cascade line transformátor“, u televizoru slouží především ke generování vysokého napětí pro napájení obrazovky. Na výstupu takového transformátoru můžete získat konstantní napětí až 15-20 kV. Střídavé napětí z vysokonapěťové cívky v takovém transformátoru se zvyšuje a usměrňuje pomocí vestavěného násobiče dioda-kondenzátor.
Transformátory TDKS vypadají takto:
Tlustý červený drát vyčnívající z horní části transformátoru, jak asi tušíte, je navržen tak, aby z něj odstranil vysoké napětí.Chcete-li spustit takový transformátor, musíte kolem něj navinout primární vinutí a sestavit jednoduchý obvod nazývaný ovladač ZVS.
Systém
Diagram je uveden níže:
Stejný diagram v jiném grafickém znázornění:
Pár slov o schématu. Jeho klíčovým článkem jsou tranzistory IRF250 s efektem pole; IRF260 se zde také dobře hodí. Místo nich můžete nainstalovat další podobné tranzistory s efektem pole, ale právě tyto se v tomto zapojení nejlépe osvědčily. Mezi bránou každého tranzistoru a mínusem obvodu jsou instalovány zenerovy diody pro napětí 12-18 voltů; Instaloval jsem zenerovy diody BZV85-C15 pro 15 voltů. Také ultrarychlé diody, například UF4007 nebo HER108, jsou připojeny ke každému z hradel. Mezi sběrače tranzistorů je zapojen kondenzátor 0,68 µF pro napětí alespoň 250 voltů. Jeho kapacita není tak kritická, můžete bezpečně instalovat kondenzátory v rozsahu 0,5-1 µF. Tímto kondenzátorem protékají poměrně značné proudy, takže se může zahřívat. Je vhodné umístit několik kondenzátorů paralelně nebo vzít kondenzátor pro vyšší napětí, 400-600 voltů. V diagramu je tlumivka, jejíž hodnocení také není příliš kritické a může se pohybovat v rozmezí 47 - 200 µH. Na feritový kroužek můžete navinout 30-40 závitů drátu, bude to fungovat v každém případě.
Výrobní
Pokud se induktor velmi zahřeje, měli byste snížit počet závitů nebo použít drát se silnějším průřezem. Hlavní výhodou obvodu je jeho vysoká účinnost, protože tranzistory v něm se téměř nezahřívají, ale přesto by měly být kvůli spolehlivosti instalovány na malý radiátor. Při instalaci obou tranzistorů na společný radiátor je bezpodmínečně nutné použít tepelně vodivé izolační těsnění, protožekovová zadní strana tranzistoru je připojena k jeho kolektoru. Napájecí napětí obvodu leží v rozmezí 12 - 36 voltů, při napětí 12 voltů naprázdno obvod odebírá cca 300 mA, při hoření oblouku stoupá proud na 3-4 ampéry. Čím vyšší je napájecí napětí, tím vyšší bude napětí na výstupu transformátoru.
Když se na transformátor podíváte zblízka, můžete vidět mezeru mezi jeho tělem a feritovým jádrem přibližně 2-5 mm. Samotné jádro je potřeba navinout 10-12 závity drátu, nejlépe měděného. Drát lze navinout v libovolném směru. Čím větší drát, tím lépe, ale příliš velký drát se do mezery nemusí vejít. Můžete použít i smaltovaný měděný drát, vejde se i do té nejužší mezery. Poté musíte udělat kohoutek ze středu tohoto vinutí a vystavit vodiče na správném místě, jak je znázorněno na fotografii:
Můžete navinout dvě vinutí 5-6 závitů v jednom směru a spojit je, v tomto případě získáte také kohoutek ze středu.
Když je obvod zapnutý, vznikne elektrický oblouk mezi vysokonapěťovou svorkou transformátoru (silný červený vodič nahoře) a jeho zápornou svorkou. Mínus je jedna z nohou. Požadovanou mínusovou větev určíte poměrně jednoduše umístěním „+“ vedle každé větve. Vzduch prorazí ve vzdálenosti 1 - 2,5 cm, takže mezi požadovanou nohou a plusem okamžitě vznikne plazmový oblouk.
Z takového vysokonapěťového transformátoru můžete vytvořit další zajímavé zařízení - Jacobův žebřík. Stačí uspořádat dvě rovné elektrody do tvaru „V“, k jedné připojit plus a ke druhé mínus. Výboj se objeví dole, začne se plížit, nahoře se zlomí a cyklus se bude opakovat.
Desku si můžete stáhnout zde:
Testy
Na fotografiích vypadá Jacobův žebřík velmi efektně:
Napětí na výstupu transformátoru je smrtící, proto je třeba dodržovat bezpečnostní opatření. Po vypnutí napájení je na výstupu transformátoru nadále přítomno vysoké napětí, takže by mělo být vybito zkratováním vysokonapěťových svorek k sobě. Šťastné stavění!
Podívejte se na testovací videa
Experimenty s vysokým napětím jsou vždy velmi barevné a fascinující.
