Flyback-Transformer-Treiber für Anfänger - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Der Schaltplan wurde mit einem besseren Transistor aktualisiert und enthält einen grundlegenden Transistorschutz in Form eines Kondensators und einer Diode. Auf der Seite "Weiter gehen" finden Sie jetzt eine Möglichkeit, diese illustren Spannungsspitzen mit einem Voltmeter zu messen

Ein Flyback-Transformator, manchmal auch als Line-Output-Transformator bezeichnet, wird in älteren CRT-Fernsehern und Computermonitoren verwendet, um die Hochspannung zu erzeugen, die zum Betreiben der CRT und der Elektronenkanone erforderlich ist. Sie haben auch Hilfs-Niederspannungswicklungen, die die TV-Designer verwenden, um andere Teile des Fernsehgeräts zu versorgen. Für den Hochspannungs-Experimentierer verwenden wir sie, um Hochspannungsbögen zu machen, was Ihnen dieses anweisbare zeigt, wie es geht. Sie können Flyback-Transformatoren aus alten CRT-Monitoren und Fernsehern holen, sie sind diejenigen, die groß und sperrig sind. Andere instructables auf dieser Website zeigen, wie man sie vom Chassis und der Platine entfernt.

Haftungsausschluss

Ich bin in keiner Weise verantwortlich, wenn Sie diese Schaltung durcheinander bringen.

Schritt 1: Was Sie brauchen

Viele dieser Komponenten können von alten Leiterplatten abgezogen und oft problemlos ausgetauscht werden.

1x Flyback-Transformator

Geborgen von einem alten CRT-Fernseher/Monitor oder online gekauft (lass dich nicht abzocken, diese Dinge sind im Neuzustand etwa 15 US-Dollar wert). TV-Flybacks scheinen mit dieser Schaltung am besten zu funktionieren, Monitor-Flybacks geben nicht so viel aus.

1x Transistor wie MJ15003

MJ15003 funktioniert mit diesem Treiber gut, kann jedoch an einigen Stellen etwas teuer sein. Das habe ich für meinen Treiber verwendet.

NTE284 und 2N3773 sollen eine ähnliche Leistung wie MJ15003 liefern, während KD606 und KD503 angeblich auch funktionieren. Die KDs sind heutzutage schwer zu bekommen und waren in Osteuropa häufiger anzutreffen.

2n3055 ist der klassische Transistor, der im Internet oft mit diesem Treiber gepaart wird, aber die 60-V-Bewertung schränkt seine Nützlichkeit ein und führt meistens dazu, dass er zerstört wird. Die Kollektor-Emitter-Spitzespannung steigt leicht über diese 60-V-Nennleistung an und schneidet ab, wenn der Transistor ausfällt, was zu einer starken Erwärmung und einem möglichen Ausfall des Geräts führt. Verwenden Sie es also nicht, wenn Sie dies tun, benötigen Sie einen großen Kondensator wie 470-1uF darüber, um die Spitzenspannung zu begrenzen. Dadurch werden die Bögen auch sehr klein.

Auch MJE13007 lief in meinen Tests ohne weitere Schaltungsmodifikationen schlecht.

Ein guter Transistor hat eine geringe Ausschaltverzögerung (Speicherzeit) und Abfallzeiten, eine ordentliche Stromverstärkung (Hfe), zum Beispiel misst MJ15003 mit meinem chinesischen Tester eine Verstärkung von 30.

Es muss auch für mehrere Ampere ausgelegt sein, um die Spitzenströme und mindestens 120 V zu bewältigen, aber unter 250 V wird bevorzugt, da die Teile mit höherer Spannung in dieser Schaltung oft nicht schwingen. Viele Audio- und lineare Anwendungstransistoren besitzen diese Parameter.

1x Kühlkörper mit Befestigungsschrauben und Muttern

(Größerer Kühlkörper ist besser). Der MJ15003 verwendet das TO-3-Gehäuse, während der MJE13007 TO-220 verwendet. TO-3 Hardware ist im Allgemeinen teurer als TO-220. Diejenigen, die sich mit Metallarbeiten auskennen, können ihren eigenen Kühlkörper aus Schrott herstellen, indem sie die erforderlichen Befestigungslöcher bohren.

Für eine bessere Wärmeübertragung zwischen Transistor und Kühlkörper wird ein Wärmeleitpad oder eine Paste/Fett empfohlen. Das billigste und fieseste Zeug, das Sie bei ebay finden, ist dafür ausreichend, Sie könnten sogar genug von alten LED-Glühbirnen oder dem Fernseher retten, von dem Sie das Flyback genommen haben! Eine erbsengroße Menge ist ausreichend und der Transistor wird sie zerquetschen und verteilen.

1x 1 Watt Widerstand

Ihre Versorgungsspannung bestimmt den Wert dieses Widerstands. 150 Ohm für 6 V, 220 Ohm für 12 V, 470 Ohm für 18 V. Es ist in Ordnung, in der Wattzahl höher zu gehen, aber nicht niedriger. Ich werde einen 12-V-Treiber herstellen und von nun an auf einen 220-Ohm-Widerstand verweisen.

1x 22 Ohm 5 Watt Widerstand

Dieser Widerstand wird heiß! Lassen Sie um ihn herum Platz für den Luftstrom. Das Verringern des Widerstands dieses Widerstands erhöht die Leistung im Hochspannungslichtbogen, belastet jedoch den Transistor mehr. Es ist in Ordnung, in der Wattzahl höher zu gehen, aber nicht niedriger.

2x Fast-Recovery-Dioden, eine für mindestens 200 V 2 Ampere mit einer Sperrverzögerungszeit unter 300 ns, die andere für mindestens 500 mA und 50 V ausgelegt (UF4001-UF4007 funktioniert hier gut).

Sie schützen den Transistor vor negativen Spannungsspitzen, ich habe nur diejenigen verwendet, die auf der TV-Platine zu finden sind.

Für die 200-V-2-Ampere-Diode habe ich BY229-200 verwendet, aber alles, was diese Mindestanforderungen erfüllt, ist ausreichend. MUR420 und MUR460 sind die billigsten, die in meinem lokalen Elektronikladen erhältlich sind, EGP30D bis EGP30K würden auch zusammen mit UF5402 bis UF5408 funktionieren.

Für die andere Sperrdiode über Emitter und Basis habe ich UF4004 verwendet, diese schützt die Basis vor dem negativ gehenden Impuls und verhindert eine Verschlechterung der Transistorverstärkung.

1x Kondensator

Dies sollte ein Film- oder Folientyp sein, der für mindestens 150 VAC und zwischen 47-560 nF ausgelegt ist. Dieser Kondensator bildet einen quasi-resonanten Dämpfer und trägt dazu bei, den Transistor vor der positiv verlaufenden Spannungsabschaltspitze zu schützen. Ein größerer Kondensator begrenzt die Ausgangsspannung, bietet aber zusätzlichen Schutz. Ich habe einen 200nF (Code 204) mit meinem 12-V-Treiber verwendet. Mit einem Transistor mit höherer Spannung können Sie die Kapazität reduzieren und die Spannung auf ein höheres Niveau schwingen lassen, wodurch mehr Spannung am Ausgang erzeugt wird.

Ich werde eine Technik zum Messen der Spitzenkollektor-Emitter-Spannung mit einem Multimeter auf der Seite "Weitergehen" einfügen.

Draht (jeder alter Schrott reicht aus). Für die Primär- und Rückkopplungsspulen ist jeder Draht zwischen 18 AWG (0,75 mm2) und 26 AWG (0,14 mm2) ausreichend, zu dick und passt nicht, während er zu dünn ist und begrenzt Strom und heiß werden.

Unerwünschte Stromkabel von Netzgeräten mit niedrigem Strom sind eine gute Quelle. Ich habe 1 Meter für den Primär- und 70 cm für das Feedback verwendet, mit dem 12-V-Treiber bietet dies viel zusätzliche Länge zum Experimentieren mit mehr Kurven, der Überschuss kann abgeschnitten werden, sobald die Abstimmung abgeschlossen ist.

Emaillierter Kupfer-Magnetdraht ist heutzutage pro Spule einfach zu teuer, als dass ich ihn empfehlen könnte, und er hat die unangenehme Angewohnheit, gegen den Kern zu kratzen und kurzzuschließen.

Irgendeine Möglichkeit zum Verbinden der Komponenten wie Löt- oder Krokodilklemmen-Jumper

Ein Steckbrett könnte verwendet werden, aber achten Sie darauf, dass der Transistor und die Widerstände nicht schmelzen!

6, 12 oder 18 V Stromquelle mit mindestens 2 Ampere (mehr dazu weiter unten).

Schritt 2: Kondensatorauswahl

Der Kondensator über dem Transistor sollte ähnlich wie im Bild oben aussehen und für mindestens 150 Volt Wechselstrom ausgelegt sein mehr Spitzenkollektorspannung). Kondensatoren, die in alten Geräten über das 120-V- / 230-V-Netz gefunden werden, sind dafür gut geeignet, sie werden als Kondensatoren der X-Klasse bezeichnet.

Das Ziel besteht darin, dass der Kondensator die Spitzenspannung des Transistors auf ein Niveau begrenzt, das sie nicht zerstört, während sie dennoch hoch genug ansteigen kann, um eine gute Hochspannungsausgabe vom Rücklauftransformator zu erzielen. Mehr Kapazität macht den Lichtbogen kleiner, aber flammenartiger. Die maximale Energieübertragung ist gegeben, wenn der Kondensator im sogenannten "quasi-resonanten" Modus genau auf die Anzahl der Windungen der Spulen abgestimmt ist.

Für meinen 12-V-Treiber habe ich einen 200-nF-Filmkondensator verwendet, der die Spitzenspannung am MJ15003 mit 140 V auf etwa 110 V begrenzt hat.

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

Für beste Ergebnisse muss dieser Kondensator zusammen mit der Diode physisch nahe am Transistor sein, um die Auswirkungen der parasitären Schaltungsinduktivität zu minimieren.

Sie können die Spitzenspannung von Kollektor zu Emitter mit einem Voltmeter messen, indem Sie einen zusätzlichen Kondensator und eine Diode verwenden, wie in einem der obigen Bilder gezeigt.

Schritt 3: Wickeln Sie die beiden Spulen

Wickeln Sie zwei separate Spulen um den Kern. 8 Umdrehungen Primär- und 4 Umdrehungen Feedback sind ein guter Ausgangspunkt für 12 V, etwas weniger von beiden für 6 V und ein paar mehr Primärumdrehungen für 18 V. Experimentieren wird empfohlen und die Ausgangsleistung kann auf diese Weise gesteuert werden. Weniger Rückkopplungswindungen führen zu einem schwächeren Lichtbogen, während mehr Primärwindungen mehr Ausgangsspannung ergeben.

Ich empfehle keinen Lackdraht, da die Isolierschicht die Angewohnheit hat, von den Kanten des Kerns abgekratzt und kurzgeschlossen zu werden, und heutzutage ist es teuer! Der Kern ist tatsächlich leitend und misst ungefähr 10 kOhm von Ende zu Ende, so dass alle beschädigten Bereiche der Lackdrahtisolierung wie ein parasitärer Widerstand dazwischen geschaltet werden.

Frage: Warum kann ich die eingebauten Spulen nicht verwenden?

Antwort: Ich habe dies in der Vergangenheit mit einigem Erfolg gemacht, es ist laut und kreischt wie Nägel auf einer Tafel. Außerdem kann es ein Ärgernis sein, herauszufinden, welche Spulen zu verwenden sind. Am besten ist es, die Modellnummer Ihres Flybacks zu googeln und zu sehen, ob Orte wie HR Diemen Schaltpläne haben.

Schritt 4: Montieren Sie den Transistor am Kühlkörper

Tragen Sie einen Klecks Wärmeleitpaste auf oder legen Sie das Wärmeleitpad ein, verteilen Sie es gleichmäßig und montieren Sie dann den Transistor auf dem Kühlkörper.

Der Kühlkörper ist wichtig, da der Transistor Leistung als Wärme ableitet. Ich habe den billigsten Kühlkörper gekauft, den ich finden konnte, aber größer ist besser. Der Transistor, den ich verwendet habe, ist vom TO-3-Gehäusetyp

Lassen Sie die Beine des Transistors nicht den Metallkühlkörper berühren, sonst schließen Sie die Basis und den Emitter mit dem Kollektor kurz.

Ich habe nur zufällige Schrauben und Muttern verwendet, die ich in der Garage gefunden habe, aber sie sind bei Orten wie ebay oder in örtlichen Baumärkten ziemlich billig.

F: Kann ich einen PNP-Transistor verwenden? A: Ja, aber Sie müssen die Schaltung im Wesentlichen rückwärts aufbauen, um eine positive Masse zu erhalten. Siehe die Seite "Weiter gehen" für ein PNP-Treiberschema.

F: Wird der Kühlkörper wirklich benötigt? A: Ja, wenn Sie diese Schaltung länger als 10 Sekunden verwenden möchten, ist der Kühlkörper wichtig, da der Transistor heiß wird.

F: Kann ich einen MOSFET verwenden? A: Nein, ein MOSFET funktioniert für diese Schaltung nicht (andere selbstschwingende Schaltungen, die für einzelne MOSFETs entwickelt wurden, gibt es).

Schritt 5: Draht an den Transistor-Kollektor anschließen

Das Metallgehäuse des Transistors ist der Kollektor, dh es muss eine elektrische Verbindung hergestellt werden. Ringcrimps oder Lötösen sind der richtige Weg, aber wenn Sie diese nicht haben, können Sie einfach etwas Draht um die Schraube wickeln. Es wird mechanisch nicht so gut sein wie der "richtige" Weg, aber es wird funktionieren.

Schritt 6: Zusammenbau der Schaltung

Im grafischen Diagramm ist die rote Spule die Primärwicklung, wobei ein Ende mit dem positiven "+" der Stromversorgung / Batterie verbunden ist, das andere Ende ist mit dem Kollektor des Transistors verbunden, der eigentlich das Metallgehäuse des Transistors selbst ist, wenn ein T0- 3 wie der Transistor MJ15003 verwendet. Die grüne Spule ist die Rückkopplung, wobei ein Ende mit dem Mittelpunkt der beiden Widerstände und das andere mit der Basis des Transistors verbunden ist (mit Blick auf die Unterseite des MJ15003 ist dies der Pin auf der linken Seite).

Schritt 7: Stromversorgung des Stromkreises

Um die Schaltung mit Strom zu versorgen, empfehle ich eine Stromquelle, die mindestens 2 Ampere liefern kann, niedriger wird höchstwahrscheinlich funktionieren, aber die Leistung begrenzen.

Fügen Sie mehr Windungen an beiden Wicklungen hinzu, um die Leistung zu erhöhen (im Gegensatz zu dem, was ich online gelesen habe), dies senkt die Betriebsfrequenz und ermöglicht einen höheren Primärstrom. Die Windungszahl ergibt zusammen mit dem oberen Widerstand eine rudimentäre Form der Strombegrenzung (höherer Widerstand = weniger Basisstrom und weniger Lichtbogenleistung).

Tischnetzteil Eigentlich selbsterklärend, wenn die Strombegrenzung zu niedrig eingestellt ist, kann es sein, dass die Schaltung nicht schwingt.

Wall Wart/Ladegerät Sie können diese verwenden, aber achten Sie auf deren Spannungs- und Stromwerte. Die Schaltmodusvariante wird höchstwahrscheinlich selbstbegrenzend/abschaltend, wenn der maximale Nennstrom überschritten wird.

Geborgener Transformator Ich habe dies selbst für meinen 12-V-Treiber gemacht. Ein 48-VA-Transformator, der 9 V AC ausgibt, liefert beim Gleichrichten und Glätten ungefähr 12 V DC 3 Ampere. Ein 4700uF 25V-Kondensator sorgt für viel Glättung, ich würde mindestens 50V-4-A-Brückengleichrichterdioden verwenden.

Lithium-Zellen in Reihe sind großartig, da sie viel Strom liefern können.

Bohrerbatterien sind in Ordnung, die meisten sind 18 V, verwenden Sie also die 18 V-Schaltung. AA-Batterien in Reihe sind in Ordnung, die Lichtbögen werden nur allmählich kleiner und kleiner, wenn sie aufgebraucht sind. Eine AA-Zelle gilt als verbraucht, wenn sie im Ruhezustand unter 0,9 V fällt, aber viele können noch andere Lasten mit Strom versorgen, auch wenn sie nicht mehr in der Lage sind, den Saft für diesen Stromkreis zu liefern. Eine 12-V-Blei-Säure-Batterie ist eine sehr gute Möglichkeit, diesen Stromkreis mit Strom zu versorgen.

12V Autobatterie siehe oben.

6-V-Laternenbatterien versorgen diesen Stromkreis für eine lange Zeit, bevor die Bögen klein werden. Diese sind heutzutage nicht allzu verbreitet und ziemlich teuer, verschwenden Sie nicht Ihr Geld, wenn es günstigere Optionen gibt!

AAA-Batterien funktionieren eine Weile, halten aber nicht so lange wie die größeren AA-Zellen, sie haben auch einen höheren Innenwiderstand und verschwenden so mehr Energie als Batteriewärme.

9 V / PP3-Batterien geben im Neuzustand einige Minuten Spielzeit, bevor die Lichtbögen kleiner werden und der Stromkreis nicht mehr funktioniert. Der obere Widerstand muss für 9 V wahrscheinlich etwa 180 Ohm betragen, aber ich habe keinen 9-V-Treiberschaltplan erstellt, da dies wahrscheinlich dazu führen würde, dass 9-V-PP3-Batterien und Enttäuschungen verwendet werden.

Schritt 8: Sicherheit geht vor

Beim Zeichnen von Lichtbögen … Ich fordere Sie dringend auf, einen "Hühnerstab" herzustellen, einen isolierenden Stab, an dem Sie einen der Hochspannungsdrähte befestigen, um Lichtbögen zu ziehen. Es ist viel sicherer, als den Hochspannungsdraht in der Hand zu halten. PVC-Rohr ist dafür sehr gut, Holz ist auch in Ordnung, solange es trocken ist.

Beängstigende Warnungen. Einschließlich der offensichtlichen Gefahr eines Stromschlags ist eine weitere Sache zu beachten, dass der Lichtbogen SEHR heiß ist und alles, was er berührt, leicht brennen oder in Brand setzen kann. Sogar die Kabelisolierung brennt, wenn Sie den Lichtbogen darauf ziehen. Wenn Sie darauf bestehen, Papierstücke oder andere Gegenstände zu verbrennen, dann berücksichtigen Sie dies und haben Sie eine Möglichkeit, das Feuer zu löschen.

• Berühren Sie niemals das Hochspannungskabel oder das Flyback, wenn der Stromkreis läuft.
• Stellen Sie sicher, dass Sie den Stromkreis leicht unterbrechen können.
• Verwenden Sie diesen Schaltkreis nicht auf einer ungeeigneten Oberfläche wie blankem Metall oder leicht entflammbaren Oberflächen.
• Der Transistor-Kühlkörper kann heiß werden, achten Sie darauf, sich nicht zu verbrennen.
• Der 22 Ohm Widerstand wird heiß.
• Die Primärspule und der Transistorkollektor können bis zu einigen hundert Volt klingeln, berühren Sie diese auch nicht.
• Halten Sie Hochspannungskabel von anderen Teilen des Stromkreises fern.
• Halten Sie Haustiere fern. Neben der Gefahr, Ihr Haustier durch die Funken zu schocken, kauen viele Haustiere gerne Dinge wie Drähte, aber auch die hochfrequenten Geräusche können Tiere verärgern, selbst wenn Sie sie nicht hören.

HaftungsausschlussIch bin in keiner Weise verantwortlich, wenn Sie sich oder andere mit dieser Schaltung vermasseln oder verletzen.

Schritt 9: Finden des Hochspannungs-Rückkehrstifts

Um die Hochspannungsrückleitung zu finden, befestigen Sie zuerst Ihren Hühnerstab am Hochspannungsausgang (dem großen dicken roten Draht) und schalten Sie dann den Stromkreis ein. Sie sollten ein hohes Geräusch hören. Wenn Sie dieses Geräusch nicht hören, gehen Sie zur Seite zur Fehlerbehebung. Bringen Sie den Hühnerstab nahe an die Stifte an der Unterseite des Flybacks und gehen Sie an jedem einzeln vorbei. Einige von ihnen können einen leichten Funken erzeugen, aber einer sollte einen soliden konstanten HV-Lichtbogen erzeugen, dies ist Ihr HV-Rückkehrstift. Sie sollten jetzt Ihren Hühnerstab vom HV-Ausgang trennen und stattdessen mit dem HV-Rücklaufstift verbinden, wobei Sie darauf achten, den Rücklaufstift nicht zu stark zu ziehen, da er herausreißen kann.

Schritt 10: Fehlerbehebung

Problem?

Wenn keine Hochspannung anliegt, versuchen Sie, die Verbindungen zu einer der Spulen umzukehren

Wenn Hochspannung anliegt, aber der Lichtbogen klein ist, versuchen Sie, sowohl die Primär- als auch die Rückkopplungsspulenanschlüsse umzukehren

Stellen Sie sicher, dass alle Verbindungen sicher sind und nichts kurzgeschlossen ist. Lackdraht ist berüchtigt für schlechte Verbindungen, Löten durchbricht nicht immer den Lack, also muss man mittelalterlich werden

Überprüfen Sie, ob die Basis- und Emitterbeine des Transistors den Kühlkörper nicht berühren

Es funktioniert, aber die Bögen sind klein und schwach. Überprüfen Sie, ob die Netzspannung unter Last nicht absackt, indem Sie sie mit einem DC-Voltmeter messen, während Sie Lichtbögen zeichnen

Schaltung pulsiert ein und aus. Dies wird dadurch verursacht, dass das Netzteil in den Schutz geht, wenn der maximale Nennstrom des Netzteils nicht überschritten wird, kann ein Elektrolytkondensator von einigen hundert uF über den Versorgungsschienen helfen

Es funktioniert, aber der Transistor wird sehr heiß. Spielen Sie mit der Anzahl der Windungen an den Spulen, reduzieren Sie zuerst die Feedback-Windungszahl

Der 22 Ohm Widerstand wird heiß, das ist normal. Es ist mein 12-V-Treiber, der 2 W verbraucht, aber das reicht aus, um die meisten kleinen Widerstände zu heiß zum Berühren zu machen. Wenn Sie sich nicht wohl fühlen, wenn Komponenten zu heiß sind, um sie zu berühren, erhöhen Sie die thermische Masse (aufrüsten auf einen Widerstand mit höherer Leistung)

Den Kern gebrochen? Kleben Sie es wieder zusammen und befeuchten Sie die Passflächen zuerst mit Wasser, damit bestimmte Arten von Klebstoffen haften

Schritt 11: Weiter gehen

Sie können die Spitzenspannungsspitze am Transistor mit der im Bild gezeigten Methode messen MJ15003).

Es kann vorkommen, dass ein Transistor die maximale Drainspannung für eine Weile festklemmt, dies führt jedoch schnell zum Ausfall des Teils.

PNP-Transistoren können verwendet werden, indem ein paar Dinge umgedreht werden.

Die Fotografie mit Langzeitbelichtung kann verwendet werden, um Entladungsmuster zu erhalten.

Versuchen Sie, eine Jakobsleiter zu bauen, indem Sie zwei starre Leiter wie dicken Kupferdraht in einer vertikalen V-Form platzieren.

HV-Kondensatoren sind auch interessant. Sie können einen herstellen, indem Sie zwei Stücke Küchenfolie auf jede Seite eines Isolators, z. B. eines Plastikbehälterdeckels, kleben und zwei Drähte zu jedem Blatt führen. Verbinden Sie nun eine Platte mit dem HV-Ausgang und die andere mit dem HV-Rücklauf, die Bögen verwandeln sich in eine Reihe von lauten, hellen Schnappschüssen! Nur nicht anfassen, da es wirklich wehtut.