![](https://habrastorage.org/webt/p4/lq/ir/p4lqirtgu-lsqyb7oyjfdda97ik.jpeg)
Универсальный регулируемый источник питания 1…10 кВ постоянного тока, из подножных материалов, для замены индукционной катушки [1] при работе с самодельными газоразрядными приборами. Блок питания (БП) имеет бортовой киловольтметр и миллиамперметр, а встроенный магазин балластных сопротивлений и переключающиеся шунты позволят использовать его как источник питания небольшого магниторазрядного высоковакуумного насоса или вакуумметра — т. н. ячейки Пеннинга.
Схема
![](https://habrastorage.org/webt/vn/fb/-5/vnfb-5xgdia_cmsq021qol8mf2y.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/kt/s7/mq/kts7mqqypchbhyznoozrxj6uriy.gif)
![](https://habrastorage.org/webt/c0/b0/0m/c0b00mmulg_2nftjurxkjswftgc.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/s8/nj/9n/s8nj9nor07d4zfhd_zkyj8rcqua.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/g3/vi/c2/g3vic2_oj54upepdmnrzwyzguoy.jpeg)
Материализация «в железе»
▍ Задающий генератор (Рис. 3)
![](https://habrastorage.org/webt/vo/ow/2e/voow2ekhc_snvjrthxilrbn3r7s.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/_h/vk/j5/_hvkj5uqyz_9v9eljaumphaprb8.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/qg/jj/rx/qgjjrx-zo7p1hws6n3moqhf6d3u.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/bw/yf/lg/bwyflgu0ighvone6my2usbcxkjq.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/s5/z0/xe/s5z0xetbt9xlzshlkewh4nd8pou.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/oq/a6/kw/oqa6kwjghzvfaorwfyxy7tjmbkc.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/wk/y7/bf/wky7bfqvmmpholzw2d_28tbobhs.jpeg)
▍ Высоковольтный трансформатор, выпрямитель
![](https://habrastorage.org/webt/nt/r2/jt/ntr2jtg9rqqgffpm6ijtufv_g4i.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/qz/x7/x2/qzx7x2n9ytcjuf2z6paaq9osyre.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/qo/jt/ns/qojtnsidbke9eaa7f9iq-ysipac.jpeg)
▍ Киловольтметр, миллиамперметр
Для обоих измерителей использовал одинаковые имеющиеся головки — миниатюрные микроамперметры, с током полного отклонения 100 мкА. Некрупные размеры позволили удобнее их расположить на передней панели, а малая точность измерений здесь не важна. По маркировке нашёл данные головок, применив закон Ома, рассчитал добавочные сопротивления для киловольтметра и элементы «универсального шунта» [2] для миллиамперметра.
![](https://habrastorage.org/webt/nm/2l/tq/nm2ltqy8kybhp4huwrmjfuwfoq0.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/qz/zm/0a/qzzm0alcsqyyovzjyhiqnu_ubli.jpeg)
▍ Переключатели
![](https://habrastorage.org/webt/ot/k5/de/otk5de1thsbnfhzlz0ktw_dwa-o.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/2y/ov/vc/2yovvct0fywisr46mijrtp3skiq.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/pn/jc/d5/pnjcd5rjdeftre6ims_astjnswc.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/ap/ki/2-/apki2-zxsurgn3zutpxoueeme54.jpeg)
Корпус, сборка
Внутреннюю часть корпуса прибора — стойки, панели, платы выполнил из органического стекла, боковины и лицевая панель деревянные. Компоновку сделал в том же Автокаде.
![](https://habrastorage.org/webt/cg/hn/vw/cghnvwyvtqzn8niyxkqdusl9fjc.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/g0/rr/dh/g0rrdhnmhurohqhn-ga3veprnrs.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/fc/mf/qr/fcmfqrcymf8elzjdhbv5_rypyrk.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/f0/fm/6l/f0fm6ldxg9tkc9aawdwkslghcee.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/ce/mf/th/cemfthp6z9hdcob35lry-em3ilu.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/vo/8o/k-/vo8ok-lpbxeoiydjd86rca5ejkw.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/hi/g6/25/hig625hxjkktyeegjvhlgottx0e.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/r4/9f/-j/r49f-jo8eo1-a2q0udsur6xlkvy.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/eg/to/n0/egton04uqhg52v1p9d10ow9m1ig.jpeg)
Удобства
Мой переменный резистор «Выходное напряжение» на передней панели имеет вал чуть толще, чем посадочные места фабричных ручек, удлинённые рукоятки переключателей и вовсе не стандартные — выточим их из дерева.
![](https://habrastorage.org/webt/rl/lr/yn/rllryndmcz-rrabteu7sqvc1vak.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/05/ux/mr/05uxmrf-f0c3vazkmsvfmyoxfrw.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/pe/r9/-a/per9-aiodr8mbceav6jo32ta1xs.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/ai/l5/l8/ail5l8wuiw7mryfmn0xzebc6fmw.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/0b/od/jo/0bodjoej7lct6bdla3ueoun24-8.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/hb/vw/yw/hbvwywnyx0cynn2mg3nrsto0vxm.jpeg)
Технологические части заготовок отпилил лобзиком и зашлифовал торцы, просверлил глухие отверстия для присоединения валов, отделал готовые детали несколькими слоями лака.
![](https://habrastorage.org/webt/hm/os/1q/hmos1qfs4shzivw6wqdma6bu7jq.jpeg)
Фотосессия
![](https://habrastorage.org/webt/zq/jg/n2/zqjgn268nmn970rmknrmcenkk48.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/l_/jv/h-/l_jvh-vequp1qagtszjiltzpw-e.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/8q/uz/1a/8quz1a4gz4jar-0ltjc0heckgnu.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/gh/zq/yd/ghzqydbkk-jz-hzfb_cew1g9ack.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/wc/it/rv/wcitrvbjpq7we9esv8lyg3ovvn4.jpeg)
Итого
Прототип высоковольтного источника показал себя надёжным и неприхотливым прибором, хотя и не без недостатков. Удалось добиться максимального длительного напряжения не более 7 кВ. Выше источник без нагрузки начинает заметно шипеть и пощёлкивать разрядами. При применении более мощного питания силовой части (?) и ряда мер по дополнительной изоляции, станет возможно получать и более высокие напряжения.
Максимальный ток нагрузки для моих трубок и ламп, около 2 мА.
Кроме того, допущены изъяны:
![](https://habrastorage.org/webt/jl/yr/dh/jlyrdhl8iad58hpg7hppwd-fyoo.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/x0/s2/o2/x0s2o2i5rxigcax29s_rfwc4jme.jpeg)
![](https://habrastorage.org/webt/is/ir/o9/isiro9juyglxjww-cxsy7cndegc.jpeg)
Используемая литература
- Простой высоковольтный блок для питания разрядных трубок. Авторский конспект.
- Простейшие электрические измерения. Журнал Радио 9 номер 1971 год.
- Разрядные трубки с повышенной яркостью. Изготовление своими руками. Авторский конспект.
На благо всех разумных существ, Babay Mazay, август, 2024 г.
© 2024 ООО «МТ ФИНАНС»
Telegram-канал со скидками, розыгрышами призов и новостями IT ?
![](https://habrastorage.org/webt/tp/sk/z-/tpskz-7w7a8e74isoowuep40xeg.png)
Комментарии (36)
engine9
30.08.2024 09:12А как сделаны такие чудные надписи на лицевой панели? Спасибо за публикацию.
BabayMazay Автор
30.08.2024 09:12+1На здоровье! Спиртовым фломастером от руки. Линии под линеечку, дуги вычертил по шаблону -- консервной баночке.
engine9
30.08.2024 09:12Крутяк! Чувствуется твёрдая рука, росписью занимаетесь?
BabayMazay Автор
30.08.2024 09:12+2Боже упаси! Хотя, хотя, очень хочется каллиграфией позаниматься, да времени всё не хватает. А почерк скорее всего с техникумовских, ВУЗовских времен -- тогда еще на кульмане карандашиком чертили.
tuxi
30.08.2024 09:12... и по 10 раз перечерчивали... до сих пор вздрагиваю во сне, когда опять курсовую сдаю там
но красиво писать я так и не научился)
vvbob
30.08.2024 09:12+14Олдскульно так, никаких буржуинских 3Д принтеров, лазерной резки и прочей зумерской фигни, только ручная работа, только хардкор! (не сарказм если что, респектую :))
BabayMazay Автор
30.08.2024 09:12+3Так и есть, спасибо! : ) С помощью молотка, рашпиля и малого радиомонтажного загиба...
REPISOT
30.08.2024 09:12+2Битумный лак... Я свою первую плату им рисовал. Кисточкой.
BabayMazay Автор
30.08.2024 09:12Угу, а запах -- м-м-м! Обожаю. Вместе с запахом ацетона -- ароматы радио-творчества. Еще с радиокружка в доме пионеров : )
Vsevo10d
30.08.2024 09:12+2Как называется этот цвет корпуса? Это же просто классический цвет всех лабораторных приборов, как шаровый цвет кораблей или защитный у военных автомобилей.
BabayMazay Автор
30.08.2024 09:12+4Да, он мне тоже нравится. Специально подбирал, из деревни, ребёнка живущего в городе, гонял в магазин, а она мне в телеграмме фото, -- папа тот или этот колОр?
Маляр Аристофан: Хозяин, а может быть, этот коло́р, а? Гиви Иваныч: [раздражённо стучит по столу и кричит] Ви пачему без стука входите?! Выйдите в коридор и подождите, пока вас не вызовут! Что за манеры?! Маляр Аристофан: [обиженно] Тогда сам подбирай коло́р и сам крась! А меня здесь нет!.. [выходит] Гиви Иваныч: [произносится по-грузински] Аристофан!.. Аристофан, я пошутил! Что я, за всеми должен бегать?!.. х/ф "Мимино" ,
VT100
30.08.2024 09:12+1RAL9002, я думаю.
BabayMazay Автор
30.08.2024 09:12+1Ах да, цвет. Это вульгарная универсальная эмаль ПФ-115, цвет "серый". У них весьма скудный и грубый ассортимент, не ошибётесь. У разных производителей чуть отличаются, но только если приложить одно к другому -- чуть светлей, чуть темней. В сущности, без разницы. Но вообще говоря, из этого грубого ассортимента, человек прошедший курс цветоведения, уверенно намешивает всё что угодно -- жена художник в прошлом тёплом сезоне реставрировала старую бабушкину мебель.
ru_vlad
30.08.2024 09:12+2Просто ПРЕВОСХОДНО!
Сразу видно Человека старой школы и закваски!
Плату стеклянным ресйфедором сам в юности разводил (сейчас думаю единицы знают что это такое). Приятно видеть что все по делу, читаешь как детективный роман, не оторваться.
Еще раз СПАСИБО!
Nick0las
30.08.2024 09:12Красивое олдскульное изделие получилось. Деревянные ручик порадовали. Я тоже когда-то платы руками рисовал. Вначале на листе в клеточку дорожки а потом лаком по текстолиту. Правда я сверлил прямо через бумажку а не кернил.
BabayMazay Автор
30.08.2024 09:12Спасибо! Так точнее получается, а что касается ручного изготовления, так на небольшие платки тратится времени не больше, чем с применением фоторезиста, только хлопот и нервотрепки меньше. Разве только, что вид не такой фабричный.
zuek
30.08.2024 09:12+2Блин! Я подобные конструкции (правда, не на десятки киловольт, хотя в планах было и с катушкой зажигания от мопеда поэксперементировать, но руки не дошли) в школьные годы собирал, пока не увлёкся компьютерами - доступ к станкам можно было получить, договорившись с трудовиком, радиодетали покупались на тогда ещё Тушинском радиорынке (вернее, на развалах вокруг него), оргстекло добывалось из рассеивателей списанных из учреждений плафонов на 4 лампы ЛБ-20, схемы перерисовывались в тетрадочку из всевозможных журналов в районной библиотеке... аж чуть слезу не пустил. Завидую белой завистью! Я, например, паяльник беру в руки последнее время пару раз в году всего, а из электроинструмента имею лишь электрорубанок, пару ручных циркулярок, штуки три шлифмашинки разной конструкции, да всякие дрели-дреммели-шуруповёрты-болгарки - о станках остаётся только мечтать - некуда пока что поставить - в квартире не вариант, а на приусадебном участке пока только баню, да сарай осилил (вот сарай планирую под мастерскую переоборудовать, когда освобожу его от газонокосилок, мотоблоков и прочего садового инвентаря).
YDR
30.08.2024 09:12+2Много подробностей изготовления корпуса и необычных прилагательных ("старорежимный", "штатная", "табельный" (о диоде) ), однако про параметры трансформатора упомянуты немагнитный зазор и "нетонкий" провод. А где хотя бы индуктивность первички? Это ведь "обратноход", там не частота важна, а длительность "накачки".
Обратную связь по напряжению и по току как-то можно было бы сделать (хотя и непросто из-за требований развязки). Защиту по току тоже хорошо бы. UC384х имеют такую возможность.
Резисторы снаббера (почему-то демпфера?) греются неспроста, можно, наверное, как-то уменьшить потери.
Почему без нагрузки начинает щелкать? Напряжение неконтролируемо растет? Это естественно для обратноходовой схемы без ОС по напряжению, но не очень хорошо для блока питания.
BabayMazay Автор
30.08.2024 09:12Та-ак. Тогда подскажите, правильно ли я избавился от немагнитной прокладки в магнитопроводе, а то что-то засомневался. Провод первички -- одножильный монтажный, сечением, на вид, около 0,75 мм2. 10 витков, намотка виток к витку, диаметр "каркаса" без демонтажа трансформатора, боюсь, уже и не измерить. Остальные параметры неизвестны -- этикетка затертая, да и поди найди намоточные данные на импортный ТДКС. Включил в схему, зажег дугу высоковольтным кабелем -- нашёл вывод "общий". Эти два и использовал, остальные укоротил и заизолировал.
Без нагрузки на высоком напряжении, а это выше 7 кВ, шипит и потрескивает -- коронный разряд из-за неважной изоляции в высоковольтной части. Скорее всего, повозившись, можно от этого избавиться, но мне нужно только 3...5 кВ. Неконтролируемо напряжение не растет.
104u
30.08.2024 09:12+1Немагнитная прокладка была для немагнитного зазора, а немагнитный зазор для исключения насыщения сердечника, а в насыщении первичка транса больше не является индуктивностью, а просто резистором (это верно для обратнохода). А зачем было дербанить транс, мотать лишнюю обмотку, если можно было подключить одну из низковольтных? Я так собрал ВВ источник из ТДКС, без всяких обратных связей, на куске платы от какого-то блока с uc3845, первичка — это одна из вторичек (по распиновке ТДКС) на 24В. Свои 25кВ по виду выдаёт
BabayMazay Автор
30.08.2024 09:12+1Я знаю для чего используют немагнитную прокладку, спасибо. Хотелось понять, имеет ли смысл ее здесь применять. Вроде бы постоянной составляющей в токах через обмотки быть не должно, но вдруг какие-то тонкости? Трансформатор не разбирал -- только отсоедининил половинки сердечника, держащиеся на плоской пружине, чтобы легче было отмыть грязь. Да, можно использовать и низковольтные штатные обмотки трансформатора, я так пробовал в одном из вариантов макета, но тогда мы ограничены в питающем напряжении и кажется, при длительной работе начинала нагреваться катушка -- это был вариант прибора с отечественным строчником вроде ТВС-110 и умножителем.
В таком источнике получить большое напряжение не фокус, если только не нужны переключатели с балластом и микроамперметр со сменными диапазонами. Их непросто сделать так, чтобы ничего не коронировало. Фокус, получить заметный ток -- высоковольтные обмотки этих трансформаторов, индукционных катушек от легковых авто и прочих высоковольтных штучек, вроде трансформаторов поджига в газовых плитах, имеют обмотку проводом в сотые миллиметра и соответственно малый ток, а трансформатор от микроволновки не предназначен для длительной работы. Мне же для магниторазрядного насоса нужны несколько сотен миллиампер и 3...6 кВ. Видимо придется собраться с духом и самому намотать индукционную катушку.
Nick0las
30.08.2024 09:12+1Зазор уменьшает индуктивность катушки, порой очень существенно. Если считать зазор намного тоньше чем сечение сердечника (это чтобы пренебречь краевыми эффектами), и считать, что насыщение не достигнуто, то будет выполняться соотношение B = mumu0J/(dmu+l) [В системе единиц СИ]. Здесь B-индукция магнитного поля в сердечнике и зазоре в тесла, d-толщина зазора в метрах, l-длинна магнитной линии вдоль всего сердечника, тоже в метрах, mu-магнитная проницаемость сердечника, mu0=4pi1e-7 [Гн/м]- магнитрая постоянная а J - суммарный ток в обмотке, J=nI где I - ток в проводе обмотки, а n - число витков. Индуктивность катушки можно оценить как L~=n^2Smumu0/(dmu+l), где n - число витков а S - площадь сечения сердечника.
Из формулы легко понять при какой толщине зазор начинает играть роль (d~l/mu). А роль его такая: не дать катушке насытится ценой уменьшения индуктивности. При этом если зазор тонкий -то вся энегрия магнитного поля в сердечнике. Когда зазор толстый то большая часть энергии поля будет не в сердечнике а в зазоре. Количество энергии запасаемой в сердечнике ограниченно инудкцией насыщения. Но в зазоре можно накопить энергии в несколько раз больше. Поэтому у высокоэффективного flyback всегда должен быть зазор. Но если катушка большая а энегии много гонять не надо, то можно и без зазора. Индуктивность выше, скорость нарастания тока меньше. И ЭМИ тоже меньше.BabayMazay Автор
30.08.2024 09:12Спасибо! Если доведется что-то в источнике переделывать, постараюсь не полениться, добраться и до магнитопровода, ввести прокладку. Исходно там были пятачки, примерно 0,3...0,4 мм толщиной.
104u
30.08.2024 09:12Ниже уже объяснили, а вам можно просто подключить к ключу низкоомный резистор, а к нему осциллограф. По форме импульса будет видно, есть ли насыщение
Ну да, с ТДКС снять такую мощность (300-600Вт) — это явно дохлый номер. Мало того, что обмотки тонкие, там и ВВ диод может быть маломощный. ТДКС сам по себе маломощный, а ВВ обмотка вообще не рассчитана на что-то серьезное. Про питание от вторичек — да, они рассчитаны на какое-то напряжение (если не нужна большая мощность — можно забить и питать пониженным), но та же uc384x от 10В, стандартные БП идут на 12В. Какого-то серьёзного нагрева трансформатора не припомню
Кстати, а зачем в снаббере резистор на 120 Ом (слишком маленькое сопротивление) и зачем вообще снаббер? Я собирал ВВ источник на ТДКС вообще без снаббера, только воткнул кондёр параллельно ключу (хотя и он, вероятно, был лишним)
BabayMazay Автор
30.08.2024 09:12Снаббер параллельно первичке -- встретил в готовом описании, компоновка аппарата свободная, решил что пусть будет.
Да, действительно, еще одно узкое горлышко ТДКС -- внутренние слаботочные диоды. А вообще, надо бы применить высоковольтный полевой транзистор в ключе и питать подходящую штатную обмотку ТДКС от выпрямленного напряжения сети. Только придется добавить малюсенький понижающий трансформатор для микросхемы. Выпрямитель сетевого собрать из ходовых элементов от импульсных модулей питания, тех же телевизоров или БП ПК, собственно, подходящий транзистор с радиатором тоже там есть -- компактно, дёшево и сердито.
Низкоомный резистор (10 Ом ?) включить последовательно в цепь питания первичной обмотки?
hw_store
30.08.2024 09:12Что насчёт зазора в сердечнике? Работает без него, и сердечник не греется?
BabayMazay Автор
30.08.2024 09:12Да, все работает без прокладки и сердечник не греется, на этот счет можете быть совершенно спокойны.
DAN_SEA
30.08.2024 09:12Да, приятная конструкция...А ручки - отдельный шедевр :-)
Но, не увидел одного момента - а для чего он? Подозреваю, раз ТС вроде как живёт на природе - для скоростного копчения рыбы. Или нет? ;-)
P.S. если кто не в курсе - такой штукой можно коптить рыбу за 1 минуту (штук по 50 рыбин! О_о). Знаю людей, кто коптил по 200 кг в день и продавал по всему городу...
104u
30.08.2024 09:12Если коптить рыбу таким устройством — она протухнет раньше, чем закоптится. Лучше где-то по-тихому к 10кВ ЛЭП подключиться :)
BabayMazay Автор
30.08.2024 09:12Нет нет, коптят да еще как! Только нужен еще и генератор дыма. Но вообще говоря, трудность в такой коптилке представляет как раз сделать культурную камеру для продуктов, чтобы удобно было пользоваться, мыть. А высоковольтный источник можно и попроще, без всех этих индикаторов и переключателей. В целом, очень популярная в последнее время конструкция.
BabayMazay Автор
30.08.2024 09:12Спасибо! Назначение источника объявил в первом же абзаце : ) Это питание самодельных газоразрядных электровакуумных приборов -- трубки Гейслера, всякие специальные лампы. В том числе и маленькие высоковакуумные магниторазрядные датчики и насосы -- пробую себя в стеклодувном приборостроении. Да вот же, на заглавном фото моя трубка на подставке лежит. Но да, рыбу тоже можно коптить! : )
Flammmable
Прослезился. Устройство так приятно сделано!
Вопрос: не добавляет ли оргстекло пожароопасность в конструкцию?
BabayMazay Автор
Спасибо! Пожароопасность оргстекло конечно не уменьшает, но оно не горючее крашенного дерева. В принципе, здесь нет очень уж греющихся элементов. Резистор демпферной цепочки в самодельной первичке ТДКС рассеивают значительную мощность, но здесь применил их крупные, керамические, они нагреваются не слишком сильно. Радиатор ключа едва теплый.