26-10-2011
Продолжение. Начало "6.1 Ионизатор "Ёж" (Lithium) "


Ионизатор «ЁЖ» v2.0


Данная схема разрабатывалась с целью получения хорошей эффективности ионизации, низкого потребления, высокой надежности работы. На сегодняшний момент она работает уже 5 месяцев на моем авто, поломок и сбоев не возникало.

Основные особенности схемы:
-- Реализована защита по току умножителя. Это ограничивает ток, протекающий через умножитель, тем самым защищает от пробоя и возникновения дуги, делает работу устройства более безопасной. Напряжение при работе устройства достаточно велико, но при сближении электродов пробоя не происходит, потенциал плавно стекает, уровень мощности безопасен для жизни и здоровья в случае поражения высоким напряжением.
-- Работа устройства в условиях высокой влажности стала безопасной.
-- Устройство не боится КЗ по выходу.
-- Реализована цепь регулирования высокого напряжения. Это позволяет защитить умножитель от пробоя, прекратив работу инвертора прежде, чем напряжение достигнет опасного для умножителя уровня. За счет гибкой работы ШИМа снизилось энергопотребление.

CXEMA
Разводка платы plata_611_2.lay

Схема работает следующим образом -- при запуске DA2 на 11 и 8 ногу формируются импульсы через DA3- драйвер, которые открывают мосфеты. Трансформатор преобразует напряжение и начинает заряжать умножитель.
На ногах 1,15,14,13 присутствует опорное напряжение +5В.
С4, R2 – частотозадающая цепь. Ноги 1,2 – вход компаратора, на 1 – опорное напряжение +5В. 2-я служит для контроля напряжения на умножителе. Пока умножитель не заряжен, напряжение на 2 равно напряжению питания схемы, по мере заряда умножителя пробиваются диоды включенные как стабилитроны VD7 и др., потенциал через R16 снижает напряжение на 2-й ноге до 5 В.
Когда напряжение на 2-й ноге становится ниже чем на 1-й генерация прекращается, когда напряжение на 2-й повышается, преобразователь снова начинает работать. Таким образом напряжение на С7 поддерживается стабильным с некоторыми пульсациями.
Контролируя напряжение на C7 мы косвенно контролируем напряжение всего умножителя, точность установки напряжения не очень высокая, но удовлетворяет поставленным задачам. Напряжение С7 следует выбирать ниже номинального напряжения конденсатора. Напряжение стабилизации будет равно

Uстаб= ((Uпит-5В)*(R16/R1))+Uvd7+...UvdX

Я применял в качестве этих стабилитронов супрессоры на 440 В, получилось громоздко, но точно. Можно попробовать применить 1N4007 4 штуки в обратном включении, но не уверен в точности (1000 В по даташиту на каждом).

itogo_sxema


Схема инвертора собрана на одностороннем фольгированном стеклотекстолите поверхностным монтажом, дешево и сердито, корпус у меня был металлический, плату посадил на алюминиевую пластину. Тепловыделение в моей схеме небольшое, можно и без радиатора обойтись. Трансформатор должен выдавать напряжение выше порога стабилизации. В то же время благодаря стабилизации теперь не нужно подбирать выходное напряжение.
В схеме транс применен самодельный, точно не уверен, но кажется 3000 витков 0,1 вторичка и 18+18 витков 0,7 первичка. Феррит из транса ATX БП. Можно использовать магнитопровод от строчника.
Крайне желательно залить трансформатор после проверки эпоксидкой.
Транзисторы у меня были IRF3205 но можно и получше найти.
Защита по току реализована по 4-й ноге DA2 т.н. DT – мертвое время. При повышении напряжения на этой ноге от 0 до 3В скважность импульсов понижается от максимальной до нуля. Шунтом служит R11, при прохождении тока с умножителя на массу на нем возникает просадка напряжения, пропорциональная величине тока, это напряжение плавно ограничивает скважность и соответственно мощность инвертора.
Чем меньше величина R11, тем больше допустимый ток. При указанном номинале и КЗ на выходе схема потребляла 0,6 А. С5 регулирует быстродействие по защите. При старте схемы ограничение по току способствует плавному заряду умножителя.
Умножитель делал самодельный- диодная сборка из 1N4007, конденсаторы 2,2н х5кВ дисковые советские. Всего 18 ступеней.

umnozhitel_zalit

Конденсаторы можно применять меньшей емкости, думаю будет нормально работать от 220 пФ. Импортные дисковые высоковольтные конденсаторы синего цвета непригодны для умножителя – быстро вылетают, даже значительное снижение рабочего напряжения на них – ниже номинального в 2 раза не привело к устойчивой работе.
Количество ступеней следует выбирать из желаемого выходного напряжения, для моего излучателя «Ежа» нужно было достаточно высокое напряжение. Для ионизатора с трубой достаточно более низкого напряжения и меньшего числа ступеней. Следует помнить, что напряжение на каждом плече удваивается, т.е. максимальное (не пренебрегая надежностью) напряжение с такого умножителя можно получить 5 кВ х 9 = 45 кВ при напряжении вторички 2500 В. R17 предотвращает лавинообразное протекание тока заряженного умножителя. Если применять схему с излучателем- трубой его можно уменьшить.
У меня расчетное выходное напряжение 42 кВ. При работе на излучатель ток потребления не более 400 мА, на холостом ходу менее 100 мА. Ничего не греется. При работе схема шипит, возле высоковольтного провода чувствуется статика -- волосы на руках начинают шевелиться (=. С излучателя дует свежий ветерок.
Данную схему можно применять и с другими излучателями и выходными характеристиками выполнив небольшие доработки.

itogo1 itogo2


Александр   "Lithium"
Lithium_@mail.ru



http://ole2002.tripod.com/ionizator



View My Stats

1. Дезинформация об Украине. www.stopfake.org
2. Новости. Украина. http://liga.net
3. Онлайн-трансляция с Евромайдана (Майдан незалежності Київ)