Рассмотрим принцип создания и сборки высоковольтного диода своими руками, с этой задачей справится даже начинающий радиолюбитель.
Для того, чтобы сделать высоковольтный диод, возьмем два или три диода, которые подключим последовательно. Однако даже начинающий радиолюбитель знает, что в этом случае напряжение распределится между всеми диодами. Так же не все могут знать, что если берем совершенно одинаковые по маркировке диоды, как не странно, их параметры могут отличаться и при чем существенно. Это станет сильно заметно при увеличении температуры, что параметр обратного сопротивления диодов разное!
Именно поэтому, каждый радиолюбитель должен знать: при последовательном подключении нескольких диодов приложенное напряжение будет падать на диоде, который обладает наибольшим обратным сопративлением (т.е наименьшим обратным током) и в этом случае велика вероятность, что напряжение превысит предельно допустимые значения. Отдельно отметим, что самый слабый диод в этой цепочке будет находиться в наиболее щадящих условиях, так как имеет наименьшее значение обратного сопротивления, в то время как наиболее мощный диод будет находиться в обратных условиях- т.е наихудших.
Для того, чтобы избежать перегрузок и стабилизировать условия в цепь подключают параллельно друг другу балластные резисторы.
Формула расчета сопротивления шунтирующих резисторов
Где в формуле: Uобр.max — максимальное рабочее напряжение диода, Iобр.max — максимальный обратный ток диода.
Шунтирующее сопротивление должно быть в 10 раз меньше обратного сопротивления диода.
Каждый радиолюбитель теперь должен понимать, что при одинаковых номинальных значениях шунтирующих сопротивлений, на всех диодах будут одинаковы и обратные напряжения. Они не будут зависеть от разных параметров обратного сопротивления диодов.
Источник
Опасное развлечение: простой генератор высокого напряжения Кокрофта-Уолтона
Добрый день, уважаемые хабровчане.
Этот пост будет небольшим и не очень обучающим, но может быть кому-нибудь покажется интересным. В нем я расскажу вам, как сделать очень маленький, полностью SMD-шный и легко масштабируемый генератор Кокрофта-Уолтона, или попросту умножитель напряжения, который на вход получает переменные N вольт, а на выходе выдает постоянные x*N вольт, где x — число ступеней.
Предупреждаю: так как на выходе стоят конденсаторы (собственно, как и на входе, кроме конденсаторов и диодов в нем ничего и нет), удар тока, скорее всего, окажется для вас смертельным. Собирайте схему на ваш страх и риск и только в том случае, если понимаете, что делаете. Я не несу никакой ответственности за вашу жизнь, здоровье и психику. Не испугались? Тогда идем дальше.
Предыстория и предпосылки
Собственно, предыстория очень простая — этот генератор высокого напряжения — один из самых простых схемотехнически, не содержит огромных катушек, в отличие от Трансформатора Теслы и весьма легок в сборке. Результаты, конечно, тоже менее впечатляющие, чем у Теслы — на выходе мы имеем не высокое напряжение большой частоты, а просто высокое напряжение. Поэтому, во-первых, красивых коронных разрядов можно не ждать, а во-вторых, в отличие от Теслы, разряд генератора Кокрофта-Уолтона лишен скин-эффекта, поэтому, вероятнее всего, смертелен. Следует соблюдать большую осторожность.
В общем, когда-то я собрал себе умножитель по традиционной схеме (рассмотрим чуть позже), из больших конденсаторов и диодов, который выглядел вот так:
Было в нем 15 ступеней, конденсаторы на 400В х 0.1 мкФ и диоды на 1000В х 1А. Для того, чтобы его запитать, я собрал небольшой инвертер из валявшегося под рукой трансформатора 220В->6В, который, судя по искре, выдавал на выходе больше киловольта, из-за чего постоянно вылетали диоды (конденсаторы оказались более живучими, но изредка помирали и они).
Искра на выходе была около 5 мм, легко пробивала бумагу и звучала как выстрел из пистолета с пистонками (думаю, у многих в детстве такой был. ).
Чтобы добиться более впечатляющих результатов, нужно было наращивать число ступеней, что, при такой конструкции, мне совершенно не хотелось делать — колбаса из конденсаторов и так была слишком большой. В общем, поразвлекавшись с пробиванием бумажек, я забросил свой умножитель.
Но спустя пару лет увидел в магазине smd.ru просто потрясающие, на мой взгляд, конденсаторы. Тем, кто работает с такими каждый день, как мой друг Aregus, они, конечно, были не в новинку. Но для меня SMD-конденсатор, рассчитанный на 1000В и 0.1 мкФ, после здоровенных 400В кондеров из моего старого умножителя показались просто чудом. Поэтому я не сдержался и развел небольшую плату умножителя.
Если посмотреть видео на youtube по запросу Cockcroft–Walton generator, можно найти, конечно, куда более зрелищные результаты с многокиловольтным выходом. Однако все они собраны на здоровенных кондерах для монтажа в отверстия и, чаще всего, точно так же висят в воздухе, как мой первый генератор. Я разводил свою плату так, чтобы она была: 1) маленьких размеров 2) полностью SMD 3) легко масштабируемой.
В итоге получилась плата размером 35х45 мм, с креплениями по углам под стандартную стойку. На плате расположено 10 ступеней, максимальное входное напряжение — до 500В. Плата выдерживает и больше, но тогда периодчески умирают диоды. Если брать напряжение пробоя воздуха в 30 КВ/см, то максимум, что она выдавала — несколько разрядов в 10-15 КВ, после чего выбивало один из диодов. При работе в номинальном режиме такого, разумеется не происходит — ее можно запитать, например, от 220В, получив на выходе около 3111В без ущерба для ее компонентов. И, самое главное — можно легко сделать десяток таких плат, составить из них башню, пользуясь стойками, и получить умножитель в 100 раз.
Рассмотрим схемотехнику платы.
Железо
Схемотехнически плата очень простая.
Это типовая схема генератора Кокрофта-Уолтона, умножителя напряжения, которая хорошо описана в википедии.
Также там описан механизм его работы:
Благодаря диодам, конденсаторы по очереди заряжаются до удвоенного напряжения питания, соответственно на выходе имеем напряжение, возросшее в N раз, где N — количество конденсаторов в цепи. Разумеется, конденсаторы следует подбирать так, чтобы они выдерживали это самое удвоенное напряжение, поэтому, т.к. конденсаторы в схеме рассчитаны на 1000В, максимум что можно подать на них не боясь отказа — 500В. Для ровного счета я взял 10 ступеней.
Далее я развел плату:
Верхняя сторона
нижняя сторона
Можно было, в принципе, уменьшить размеры еще сильнее, но я решил не мельчить, чтобы ненароком не пробило где не надо. Дорожки специально делал потолще, т.к. недостатка в площади в силу предыдущего пункта не испытывал. В общем, плату легко изготовить ЛУТом или фоторезистивным методом в домашних условиях. Но т.к. мне все равно нужно было заказывать несколько плат по работе, я разместил на той же заготовке три модуля умножителя, благо они почти не занимали места.
Результаты
В результате с производства мне приехала вот такая замечательная плата:
В уже упомянутом магазине я закупил 10 конденсаторов и 10 диодов (на самом деле несколько больше, с запасом, и не зря — я все-таки не удержался и запитал умножитель от своего инвертора, напряжение на выходе которого явно выше того, на которое рассчитаны конденсаторы и диоды, в результате чего мне выбило входной диод через три-четыре разряда).
После сборки получаем вот такой модуль:
Он же в окружении моего старенького инвертора изображен на самой первой фотографии статьи. Я долго не решался подключить его к 220 вольтам — видимо, сказывалось то, что я цифровик и ни разу не высоковольтник.
Очень не хотелось застрелиться из генератора, который сам собрал, в день своего двадцатипятилетия. Но в итоге я все-таки пересилил себя и запитал модуль от розетки, включив последовательно с чайником, который выступал в роли токоограничительного сопротивления — при мощности чайника в 1 КВт максимальный ток, который бы потек, в случае КЗ в схеме был бы не более 4.5А.
К счастью, схема заработала с первого раза в силу своей простоты. Ниже привожу видео работы. К сожалению, моя камера не может запечатлеть нормально недлинные, но яркие разряды и нормально захвать сопутствующий звук. Зато, если смотреть в HD, хорошо видно как разряды насквозь пробивают бумажку.
Для тех, кто не хочет ради этого смотреть видео в HD — фото пробитой бумажки (пробито много раз в верхнем правом углу):
Кстати, на видео, наверное, незаметно, но в живую ясно видно, что когда между электродами вставлена бумажка, искра приобретает красноватый оттенок — видимо, из-за прогорающего вещества.
В целом конденсаторы и диоды обошлись мне рублей в 200-300 (по 15 штук и тех и тех), сейчас уже не помню точно, а на сайте цену не пишут.
Производство платы мне обошлось в 2600 рублей в московском Резоните. Но следует помнить, что, во-первых, в заказе было шесть плат, только три из которых — платы умножителя. Суммарный размер заготовки был около 100х200 мм.
А во-вторых, из этих 2600 рублей 1800 стоила подготовка к производству и 350 — доставка, так что сами платы вышли очень даже дешево. Думаю, найдется множество несогласных, но при такой цене на платы, у меня просто рука не поднимается возиться с их изготовлением дома — теперь я предпочитаю отработать по максимуму на макетках, накопить несколько различных плат, после чего заказать их все разом.
В дальнейших планах дозаказать-таки десяток таких плат и собрать башню на 30+ киловольт.
На этом у меня все, берегите себя и осторожнее с высоким напряжением.
Источник
Высоковольтные диоды своими руками
Вот решил сделать детектор, как делали предки — из карандаша и лезвия.
Так. Проблема не только с лезвием.Но и сейчас делают неправильные карандаши. Собрал я детектор как на картинке, подсоединил мультиметр , в режиме проверки диодов, касаюсь лезвия грифелем, мультиметр звенит! Ну, думаю, ура! , с первого раза куда надо попал. И все таки решил щупы местами поменять, диод все таки , и что вы думаете? тот же эффект.
Беру такой же карандаш, как в детекторе.Подсоединяю мультиметр к концам грифеля — сопротивление 20 ом .
И как это прикажете понимать?
Реклама
JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!
Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc
Вебинар поможет в выборе недорогих источников питания оптимальных для систем охраны, промышленных и телекоммуникационных приложений, а также для широкого применения. Будут представлены основные группы источников питания по конструктивным признакам и по областям применения в контексте их стоимости или их особенностей, позволяющих снизить затраты на электропитание конечного устройства.
Да, про этот способ тоже читал. Вообще, на просторах интернета я нашел три способа изготовления детектора:
1.Из лезвия и карандаша.Любители делали такой и в наше время, смотрите видео на ютубе.
2.Метод предложенный вами.
3.По методу Шоттки.
Реклама
Реклама
Приглашаем всех желающих 13 октября 2021 г. посетить вебинар, посвященный искусственному интеллекту, машинному обучению и решениям для их реализации от Microchip. Современные среды для глубинного обучения нейронных сетей позволяют без детального изучения предмета развернуть искусственную нейронную сеть (ANN) не только на производительных микропроцессорах и ПЛИС, но и на 32-битных микроконтроллерах. А благодаря широкому портфолио Microchip, включающему в себя диапазон компонентов от микроконтроллеров и датчиков до ПЛИС, средств скоростной передачи и хранения информации, возможно решить весь спектр задач, возникающий при обучении, верификации и развёртывании модели ANN.
_________________ Если государство обворовывает свой народ, взрывает дома, а несогласных — ликвидирует и сажает, значит оно — диктатор Если государство незаконно поставляет наемников и оружие в другие страны, значит оно — международный террорист
_________________ Принимаю вас 595+40db на уровне шумов на кухонный приёмник,антенна наружка-магнитная катушка..работает «Акация»,вот такая информация.Роман.73. «50 КСВ 075», UA3112SWL
_________________ Принимаю вас 595+40db на уровне шумов на кухонный приёмник,антенна наружка-магнитная катушка..работает «Акация»,вот такая информация.Роман.73. «50 КСВ 075», UA3112SWL
Вот статья из ж. Радиолюбитель №2, сентябрь, 1924 год про различные детекторы.
Искусственный галеновый кристалл. Для его изготовления нужно взять очищенный от окиси свинец, напр., кусок телефонного кабеля или свинцовой трубы; не рекомендуется листовой свинец, так как он дает плохие кристаллы. Взятый свинец, как уже сказано, нужно очистить от окиси и напилить его в опилки драчевым подпилком (ок. 8 насечек на см.). Таких опилок нужно взять граммов 20 и тщательно на чистом листе бумаги смешать с 5 граммами серного цвета, который можно приобрести в аптеке; полученную смесь насыпать в обыкновенную пробирку (также можно достать в аптеке), которой слегка постукивают по мягкому дереву, чтобы смесь улеглась более плотно, потом приступают к нагреву. Для этого может служить обыкновенный примус. Сначала нагревание производится слабо, таким образом, чтобы сера расплавилась. Потом пробирку помещают в самое горячее место пламени, покамест смесь не раскалится докрасна. Тогда пробирку снимают с огня, и ставят в вертикальное положение, чтобы произошла кристаллизация, а затем ее кладут горизонтально минут на десять, чтобы она остыла и чтобы жидкая сера не стекала бы на кристалл. Затем разбивают пробирку и вынимают полученный кристалл. Парой для него служит медная проволочка толщиной в 0,3—0,4 мм.
Английский журнал «Popular Wireless» утверждает, что еще лучшие результаты дает кристалл, приготовленный следующим способом:
Искусственные пириты. Возьмем прямую медную палочку толщиною около 6—7 миллиметров, хорошенько очистим ее поверхность и разрежем на отдельные столбики длиною в 2,5—5 см. каждый. Расплавим в чашечке немного обыкновенной серы; когда сера расплавится, в чашечку надо постепенно опускать столбики меди, уменьшая одновременно тепло, подводимое к чашке с серой. Сера и медь соединяются и при этом выделяется столько тепла, что вся масса может раскалиться до красна. Оставив медь в расплавленной сере в продолжение 5—6 минут, выливают по возможности все содержимое чашки и еще раз подогревают ее для того, чтобы удалить остатки серы. Удалив, таким образом, всю серу, дадим чашке охладиться. Получившиеся кристаллы будут обладать чувствительностью по всей их поверхности и дают выпрямляющее действие при контакте со многими кристаллами и минералами, а также и с пружинкой из очень тонкой проволоки (около 0,2 мм). В последнем случае контакт должен быть очень слабым.
Таким же образом могут быть искусственно получены и железные и цинковые пириты, но все они дают меньшее количество чувствительных точек и употребляются лишь в контакте с проволочкой. Сернистое же железо даст выпрямляющее действие только с тонкой стальной иглой. Цинковые кристаллы требуют для своего изготовления более высокой температуры.
Можно рекомендовать и другой способ изготовления пирита. Возьмем для этого небольшой кусок толстой медной палочки и, очистив тщательно ее поверхность при помощи наждачной бумаги, придадим молотком одному из концов палочки форму лопатки долота. Этот конец мы опустим в расплавленную серу на глубину до 3 см. Надо сказать, что сера при плавлении проходит 3 стадии. При обыкновенной температуре сера имеет желтоватый лимонный цвет. При нагревании она обращается в жидкость светлоянтарного цвета. При дальнейшем нагревании расплавленная сера становится более густой и при 160° С сильно темнеет. Нагревая дальше, мы увидим, что при 360° жидкость опять светлеет и становится прозрачной. Наконец, при 445° С сера начинает кипеть. Для получения хорошего детектора надо опустить медную палочку в расплавленную серу тогда, когда она будет находиться в 3-й стадии, т.-е. когда она только что станет опять прозрачной. Палочка опускается в серу только на четверть минуты и даже меньше; затем ей дают остыть. С остывшего конца необходимо удалить остатки серы. Это можно сделать, выжигал серу, однако, лучше растворить ее в сероуглероде. Получившийся темный конец палочки и является «кристаллизованной» частью палочки и работает не хуже обычных медных пиритов в контакте с кристаллами цинка или галена.
Приведем еще 2 способа изготовления кристаллов.
Коксо-ртутный детектор. Кокс представляет из себя пористое тело, все поры которого заполнены воздухом, а иногда и остатками других газов и смолы. Возьмем кусочек обыкновенного кокса и раньше всего удалим все, что находится в порах. Присутствие смолистых веществ вредно, вследствие их изолирующих свойств; при наличии же воздуха в эти поры довольно трудно ввести ртуть. Поэтому мы выберем кусочек по возможности чистого кокса и нагреем его до красного каления, тогда весь воздух, заключающийся в порах, будет вытеснен; если мы теперь опустим наш кусочек кокса в подогретую ртуть, то последняя быстро проникнет в пустые поры. Таким образом, мы получаем кокс, пропитанный ртутью, при чем эта ртуть находятся внутри кокса в виде крайне малых капелек и, очевидно, обладает в таком виде свойствами кристаллов. Обращаем внимание читателя на то, что пары ртути очень ядовиты, и что поэтому весь процесс пропитывания кокса ртутью надо вести с осторожностью.
Детектор из медного окисла. Возьмем небольшую медную пластинку, тщательно очистим ее поверхность при помощи наждачной бумаги и будем нагревать ее в продолжении полуминуты в несветящейся части спиртовой лампочки, Бунзеновской горелки или примуса. Сняв затем пластинку и дав ей постепенно охладиться, мы заметим, что пластинка покроется пленкой какого-то налета (окисла), цвет которого может быть различным: от темного кирпичного до серовато-черного. Эта пленка и обладает свойствами довольно хорошего детектора. Необходимо лишь иметь ввиду, что для получения контакта нужно пользоваться очень тонкой проволокой и что самый контакт должен быть очень слабым. Действие этого самодельного детектора об’ясняется кристаллическим строением пленки окисла. Было бы желательно получить от читателей сведения о результатах применения на практике этих рецептов.—>
