Flyback Transformer Driver för nybörjare: 11 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:38

Schemat har uppdaterats med en bättre transistor och innehåller grundläggande transistorskydd i form av en kondensator och diod. "Gå vidare" -sidan innehåller nu ett sätt att mäta dessa berömda spänningspikar med en voltmeter

En flyback -transformator, ibland kallad en linjeutgångstransformator, används i äldre CRT -TV: er och datorskärmar för att producera den högspänning som krävs för att driva CRT- och elektronpistolen. De har också extra lågspänningslindningar som TV -designers använder för att driva andra delar av TV: n. För högspänningsförsökaren använder vi dem för att göra högspänningsbågar, vilket är vad denna instruerbara kommer att visa dig hur du gör. Du kan få flyback -transformatorer ur gamla CRT -skärmar och TV -apparater, det är de som är stora och skrymmande. Andra instruktioner på denna webbplats visar hur du tar bort dem från chassit och kretskortet.

varning

Jag är inte på något sätt ansvarig om du krånglar till den här kretsen.

Steg 1: Vad du behöver

Många av dessa komponenter kan dras från gamla kretskort och byten kan ofta göras utan problem.

1x Flyback -transformator

Bergat från en gammal CRT -TV/bildskärm eller köpt online (bli inte lurad, dessa saker är värda cirka $ 15 toppar när de är nya). TV -återkopplingar verkar fungera bäst med den här kretsen, skärmflygningar ger inte ut så mycket.

1x Transistor som MJ15003

MJ15003 fungerar bra med den här drivrutinen, det kan dock vara lite dyrt på vissa ställen. Det här är vad jag använde för min förare.

NTE284 och 2N3773 rapporteras ge liknande prestanda som MJ15003 medan KD606 och KD503 påstås att fungera också. KD: erna är svåra att få tag på billigt nuförtiden och var vanligare i Östeuropa.

2n3055 är den klassiska transistorn som ofta är ihopkopplad med den här drivrutinen på internet, men 60v -betyget begränsar dess användbarhet och leder ofta till att den förstörs. Toppsamlaren till sändarspänningen stiger lätt över denna 60v -klassning och klämmer när transistorn går sönder och orsakar omfattande uppvärmning och eventuellt fel på enheten. Så snälla använd den inte, om du gör det behöver du en stor kondensator som 470-1uF över den för att begränsa toppspänningen. Detta kommer också att göra bågarna väldigt små.

MJE13007 körde också dåligt i mina tester utan ytterligare kretsändringar.

En bra transistor har låg avstängningsfördröjning (lagringstid) och falltider, anständig strömförstärkning (Hfe), till exempel MJ15003 mäter en förstärkning på 30 med min kinesiska testare.

Det måste också klassas för flera ampere för att hantera toppströmmarna och minst 120v, men under 250v är att föredra eftersom högre spänningsdelar ofta inte svänger i denna krets. Många ljud- och linjära applikationstransistorer har dessa parametrar.

1x kylfläns med skruvar och muttrar

(Större kylfläns är bättre). MJ15003 använder TO-3-fodralstilen medan MJE13007 använder TO − 220, TO-3-hårdvaran är i allmänhet dyrare än TO − 220. De som är praktiska med metallarbete kan tillverka sin egen kylfläns ur skrot genom att borra de nödvändiga monteringshålen, bara googla TO-3 eller TO − 220 transistor teknisk ritning för mer information.

En termisk kudde eller pasta/fett rekommenderas för bättre termisk överföring mellan transistorn och kylflänsen. De billigaste och otäckaste sakerna du kan hitta på ebay är tillräckliga för detta, du kan till och med rädda tillräckligt från gamla LED -lampor eller TV: n du tog flybacken från! En mängd ärtor är gott och transistorn kommer att pressa ner den och sprida ut den.

1x 1 watt motstånd

Din nätspänning bestämmer värdet på detta motstånd. 150 ohm för 6v, 220 ohm för 12v, 470 ohm för 18v. Det är ok att gå högre i wattvärde men inte lägre. Jag kommer att göra en 12v drivrutin så kommer att referera till ett 220 ohm motstånd från och med nu.

1x 22 ohm 5 watt motstånd

Detta motstånd blir varmt! Ge utrymme runt det för luftflöde. Att minska motståndet hos detta motstånd kommer att öka effekten i högspänningsbågen men stressa transistorn mer. Det är ok att gå högre i wattvärde men inte lägre.

2x Snabba återhämtningsdioder, en med en effekt på minst 200v 2 ampere med en omvänd återhämtningstid under 300ns, den andra som är klassad för 500mA och minst 50v (UF4001-UF4007 fungerar bra här).

De skyddar transistorn från negativa spänningspikar, jag använde bara sådana som finns på TV -kortet.

För 200v 2 amp dioden använde jag BY229-200 men allt som uppfyller dessa minimikrav kommer att göra. MUR420 och MUR460 är de billigaste som finns i min lokala elektroniska butik, EGP30D till EGP30K skulle också fungera tillsammans med UF5402 till UF5408.

För den andra omvända dioden över emitter och bas jag använde UF4004, skyddar den här basen från den negativa pulsen som förhindrar försämring av transistorförstärkning.

1x kondensator

Detta bör vara en film- eller folietyp som är klassad för minst 150vac och mellan 47-560nF. Denna kondensator bildar en kvasiresonant snubber och hjälper till att skydda transistorn från den positiva spänningsavstängningspiken, en större kondensator kommer att begränsa utspänningen men ger extra skydd, jag använde en 200nF (kod 204) med min 12v-drivrutin. Med en transistor med högre spänning kan du minska kapacitansen och låta spänningen ringa upp till en högre nivå och därmed producera mer spänning på utgången.

Jag kommer att inkludera en teknik för att mäta toppkollektorn till emitterspänningen med en multimeter på sidan "går vidare".

Tråd (vilket gammalt skrot som helst). För primär- och återkopplingsspolarna räcker det med en tråd mellan 18 AWG (0,75 mm2) till 26 AWG (0,14 mm2), för tjock och den passar inte medan den är för tunn och begränsar ström och bli varm.

Oönskade nätsladdar med låg ström är en bra källa. Jag använde 1 meter för primären och 70 cm för feedbacken, med 12v -drivrutinen ger detta mycket extra längd för att experimentera med fler varv, överskottet kan klippas av när stämningen är klar.

Emaljerad kopparmagnettråd är alldeles för dyr per spole nu för att jag kan rekommendera den, plus att den har en otäck vana att repa och kortsluta mot kärnan.

Något sätt att ansluta komponenterna som löd- eller krokodilhoppare

En brödbräda kan användas men tänk på transistorn och motstånden får den inte att smälta!

6, 12 eller 18v strömkälla vid minst 2 ampere (mer om detta längre fram).

Steg 2: Val av kondensator

Kondensatorn över transistorn ska se ut som på bilden ovan och ha en nominell effekt på minst 150 volt AC, kapacitansen beror på din matningsspänning, transistorns kollektor till emitterspänning, antal varv på spolarna (fler varv = mer toppkollektorspänning). Kondensatorer som finns i gamla apparater över 120v/230v elnätet är bra för detta, de kallas kondensatorer i X -klass.

Målet är att kondensatorn ska begränsa topptransistorspänningen till en nivå som inte förstör den samtidigt som den låter den höjas tillräckligt högt för att det ska bli bra högspänningsutmatning från flyback -transformatorn. Mer kapacitans kommer att göra ljusbågen mindre men mer flamliknande. Maximal energiöverföring är när kondensatorn är exakt inställd på antalet varv på spolarna i så kallat "kvasiresonant" läge.

För min 12v -drivrutin använde jag en 200nF filmkondensator och som begränsade toppspänningen över 140v märkta MJ15003 till cirka 110v, här är några allmänna startvärden (förutsatt att en 120v+ transistor, transistor med lägre spänning kommer att behöva mer kapacitans).

• 47nF-100nF för 6v
• 150nF-220nF för 12v
• 220nF-560nF för 18v

För bästa resultat måste denna kondensator tillsammans med dioden vara fysiskt nära transistorn för att minimera effekterna av parasitisk kretsinduktans.

Du kan mäta toppkollektorn till emitterspänning med voltmeter med hjälp av en extra kondensator och diod som visas i en av bilderna ovan.

Steg 3: Vind de två spolarna

Vind två separata spolar runt kärnan. 8 varv primär och 4 varv återkoppling är en bra utgångspunkt för 12v, lite mindre av både för 6v och några fler primära varv för 18v. Experiment rekommenderas och uteffekten kan styras på detta sätt, färre återkopplingsvarv kommer att resultera i en svagare båge medan fler primära varv ger mer utspänning.

Jag rekommenderar inte emaljerad tråd eftersom isoleringsskiktet har för vana att repas av kanterna på kärnan och kortslutas, plus att det är dyrt nuförtiden! Kärnan är faktiskt ledande och mäter cirka 10 kOhm från ände till ände, så eventuella skadade områden av emaljerad trådisolering är som att ansluta ett parasitmotstånd mellan dem.

Fråga: Varför kan jag inte använda de inbyggda spolarna?

Svar: Jag har gjort detta tidigare med viss framgång, det är högt och skrikigt som naglar på en svarta tavla. Dessutom kan det vara en olägenhet att hitta vilka spolar som ska användas, det bästa är att googla ditt flybacks modellnummer och se om platser som HR -diemen har scheman.

Steg 4: Montera transistorn på kylflänsen

Applicera en klick termisk förening eller sätt in värmedynan, fördela jämnt och montera sedan transistorn på kylflänsen.

Kylflänsen är viktig eftersom transistorn sprider kraft som värme. Jag köpte den billigaste kylflänsen jag kunde hitta, men större är bättre. Transistorn jag använde är av TO-3-fallstil

Låt inte transistorns ben vidröra metallkylaren, annars kortar du basen och sändaren till kollektorn.

Jag använde bara slumpmässiga skruvar och muttrar som jag hittade i garaget, men de är ganska billiga på platser som ebay eller på lokala järnaffärer.

F: Kan jag använda en PNP -transistor? A: Ja, men du måste i huvudsak bygga kretsen bakåt för en positiv mark, se sidan "gå vidare" för en PNP -drivrutinschema.

F: Behövs kylflänsen verkligen? A: Ja, om du vill använda denna krets i mer än 10 sekunder är kylflänsen avgörande när transistorn blir varm.

F: Kan jag använda en MOSFET? A: Nej, en MOSFET fungerar inte för denna krets (andra självoscillerande kretsar avsedda för enstaka MOSFET finns där ute).

Steg 5: Anslutning av tråd till Transistors Collector

Transistorns metallhölje är kollektorn, det betyder att en elektrisk anslutning måste göras till den. Ringkrympor eller lödskor är rätt sätt att göra det, men om du inte har dessa kan du bara linda lite tråd runt skruven. Det kommer inte att vara så mekaniskt ljud som det "korrekta" sättet, men det kommer att fungera.

Steg 6: Sätt ihop kretsen

I det grafiska diagrammet är den röda spolen den primära med ena änden som ansluter till det positiva "+" på strömförsörjningen/batteriet, den andra änden ansluter till transistorkollektorn som faktiskt är metallhöljet på själva transistorn om en T0- 3 såsom MJ15003 -transistorn används. Den gröna spolen är återkopplingen med ena änden som ansluter till mittpunkten för de två motstånden, och den andra till basen på transistorn (tittar på MJ15003 undersidan är stiftet till vänster).

Steg 7: Strömförsörjning av kretsen

För att driva kretsen rekommenderar jag en strömkälla som kan leverera minst 2 ampere, lägre kommer sannolikt att fungera men kommer att begränsa effekten.

Lägg till fler varv på båda lindningarna för att öka effekten (i motsats till vad jag har läst online), detta sänker driftsfrekvensen och gör att mer primärström kan öka. Antalet varv ger en rudimentär form av strömbegränsning tillsammans med toppmotståndet (högre motstånd = mindre basström och mindre ljusbågseffekt).

Bänkströmförsörjning Självförklarande egentligen, om strömgränsen är inställd för låg kan kretsen inte svänga.

Väggvarta/laddare Du kan använda dessa, men tänk på deras spänning och strömstyrka. Den växlade lägesvariationen kommer sannolikt att gå i självbegränsande/avstängning om maxströmmen överskrids.

Bärgad transformator Gjorde detta själv för min 12v -drivrutin, en 48VA -transformator som släpper ut 9v AC ger ungefär 12v DC 3 ampere när den rättas och slätas ut. En 4700uF 25v kondensator ger gott om utjämning, jag skulle gå med 50v 4 amp brygglikriktardioder minst.

Litiumceller i serie är bra eftersom de kan leverera mycket ström.

Borrbatterier är fina, de flesta är 18v så använd 18v -kretsen. AA -batterier i serie är bra, bågarna blir gradvis mindre och mindre när de blir uttömda. En AA -cell anses vara förbrukad när den sjunker under 0,9 V i vila, men många kan fortfarande driva andra laster även när de inte längre kan leverera saften för denna krets. Ett 12v blybatteri är ett mycket bra sätt att driva denna krets.

12v bilbatteri se ovan.

6v lyktbatterier kommer att driva denna krets under lång tid innan bågarna börjar bli små. Dessa är inte alltför vanliga nuförtiden och är ganska dyra, slösa inte dina pengar om det finns billigare alternativ!

AAA -batterier kommer att fungera ett tag men kommer inte att räcka så länge som de större AA -cellerna, de har också ett högre internt motstånd så de slösar mer ström som batterivärme.

9v/PP3 -batterier ger några minuters spel när de är nya innan bågarna blir mindre och kretsen slutar fungera. Det övre motståndet kommer förmodligen att behöva vara runt 180 ohm för 9v, men jag gjorde inte en 9v -drivrutinschema eftersom det förmodligen skulle leda till att människor använder 9v PP3 -batterier och besvikelse.

Steg 8: Säkerhet först

När du ritar bågar … Jag uppmanar dig starkt att göra en "kycklingpinne" som är en isolerande pinne där du fäster en av högspänningskablarna för att dra bågar, det är mycket säkrare än att hålla högspänningstråden i handen. PVC -rör är mycket bra för detta, trä är fint för så länge det är torrt.

Skrämmande varningar. Inklusive den uppenbara risken för elektriska stötar är en annan sak att notera att ljusbågen är MYCKET het och lätt kan brinna eller antändas till allt den rör vid. Även kabelisoleringen brinner om du drar bågen på den. Om du insisterar på att bränna bitar av papper eller andra föremål, ta hänsyn till det och ha ett sätt att släcka elden.

• Rör aldrig vid högspänningskabeln eller flyback när kretsen är igång.
• Se till att du enkelt kan koppla bort strömmen till kretsen.
• Använd inte denna krets på en olämplig yta, t.ex. bar metall eller lättantändlig yta.
• Transistorns kylfläns kan bli varm, se upp så att du inte bränner dig.
• 22 ohm motståndet kommer att gå varmt.
• Primärspolen och transistorsamlaren kan ringa upp till några hundra volt, rör inte dessa heller.
• Håll högspänningskablar borta från andra delar av kretsen.
• Håll husdjur borta. Förutom risken för att chocka ditt husdjur från gnistor som många husdjur gillar att tugga saker som kablar, kan högfrekvent buller uppröra djur också även om du inte kan höra det.

Friskrivningsklausul Jag är inte på något sätt ansvarig om du förstör eller skadar dig själv eller andra med denna krets.

Steg 9: Hitta högspänningsreturnålen

För att hitta högspänningsreturen, fäst först din kycklingpinne till högspänningen (den stora tjocka röda tråden), sätt sedan på kretsen. Du bör höra ett högt ljud, om du inte hör detta ljud går du till felsökningssidan. Ta kycklingpinnen nära stiften på botten av flybacken och gå förbi var och en individuellt. Några av dem kan ge en liten gnista men en bör ge en konstant konstant HV -båge, detta kommer att vara din HV -returstift. Du bör nu koppla bort din kycklingpinne från HV ut och ansluta den till HV returstiftet istället, var noga med att inte dra returtappen för hårt eftersom den kan slita ut.

Steg 10: Felsökning

Problem?

Om det inte finns någon hög spänning, försök att vända anslutningarna till en av spolarna

Om det finns hög spänning men bågen är liten, försök att vända både primär- och återkopplingsspolanslutningarna

Se till att alla anslutningar är säkra och att ingenting blir kortslutet. Emaljerad tråd är ökänd för dåliga anslutningar, lödning bryter inte alltid igenom emaljen så du måste bli medeltida på den

Kontrollera att basen och sändarbenen på transistorn inte vidrör kylflänsen

Det fungerar men bågarna är små och svaga. Kontrollera att nätspänningen inte sjunker under belastning genom att mäta den med en likspänningsmätare medan du ritar bågar

Kretspulser av och på. Detta orsakas av att strömförsörjningen går i skydd. Om den maximala strömförsörjningens märkström inte överskrids kan en elektrolytkondensator på några hundra uF över matningsskenorna hjälpa

Det fungerar men transistorn blir väldigt varm. Pussla med antalet varv på spolarna, minska återkopplingsvarvtalet först

22 ohm motståndet blir varmt, detta är normalt. Det är min 12v -drivrutin, den försvinner 2w, men det räcker för att få de flesta små motstånden för heta att röra. Om du inte känner dig bekväm med komponenter som är för varma för att röra vid, öka sedan den termiska massan (uppgradera till ett högre wattmotstånd)

Krossat kärnan? Limma ihop igen, dämpa de parande ytorna med vatten först hjälper vissa typer av lim att fastna

Steg 11: Gå vidare

Du kan mäta toppspänningspiken över transistorn med metoden som visas på bilden, det är viktigt att hålla toppkollektorn till emitterspänning under transistorns maximala klass längs inom det säkra driftområdet (cirka 80v vid 3 ampere för MJ15003).

En transistor kan tyckas klämma in toppavtappningsspänningen ett tag men detta leder snabbt till fel på delen.

PNP -transistorer kan användas genom att vända på några saker.

Lång exponering fotografering kan användas för att få urladdningsmönster.

Prova att göra en jakobs stege genom att placera två styva ledare som tjock koppartråd i en vertikal V -form, bågen bildas på den närmaste punkten nära botten och stiger när den värmer luften.

HV -kondensatorer är också intressanta, du kan göra en genom att tejpa två stycken köksfolie på varje sida av en isolator, till exempel ett plastbehållarlock och köra två trådar till varje ark. Anslut nu en platta till HV -utgången och en annan till HV -returen, bågarna kommer att förvandlas till en serie högt ljusa snäpp! Rör bara inte det eftersom det verkligen gör ont.