Высоковольтный трансформатор из телевизора: особенности конструкции, проверка и применение — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое высоковольтный трансформатор из телевизора. Как устроен ТДКС. Какие бывают типы строчных трансформаторов. Как проверить и подключить высоковольтный трансформатор. Для чего можно использовать ТДКС.

Содержание

Что такое высоковольтный трансформатор из телевизора и как он устроен

Высоковольтный трансформатор из телевизора, также известный как ТДКС (трансформатор диодно-каскадный строчный), представляет собой важный компонент кинескопных телевизоров. Его основная функция — формирование высокого напряжения для питания кинескопа.

Основные особенности конструкции ТДКС:

Выходное напряжение достигает 15-20 кВ постоянного тока
Имеет встроенный диодно-конденсаторный умножитель напряжения
Корпус выполнен из несгораемого пластика
Магнитопровод изготовлен из ферритовых П-образных пластин
Оснащен потенциометрами для регулировки ускоряющего и фокусирующего напряжения

Высоковольтный вывод ТДКС представляет собой толстый красный провод на верхней части корпуса. Для работы трансформатора необходимо намотать первичную обмотку и подключить его к схеме ZVS-драйвера.

Типы строчных трансформаторов и их особенности

Существует несколько типов строчных трансформаторов, которые применялись в телевизорах разных поколений:

1. Трансформаторы переменного тока 6-8 кВ

Использовались в цветных телевизорах 1980-х годов. Особенности:

Максимальное выходное напряжение до 10 кВ при частоте 15 кГц
Применялись совместно с умножителем напряжения
Многослойная изоляция
Первичная обмотка расположена ниже вторичной

2. Компактные трансформаторы переменного тока 10 кВ

Применялись в портативных черно-белых телевизорах. Характеристики:

Максимальное выходное напряжение 12-14 кВ переменного тока
Вторичная обмотка залита эпоксидной смолой
Использовались с внешним выпрямителем

3. Трансформаторы постоянного тока

Особенности конструкции:

Встроенный высоковольтный выпрямитель во вторичной обмотке
Меньшее количество витков вторичной обмотки

4. Дисковые трансформаторы переменного тока

Применялись в черно-белых телевизорах 1960-70-х годов:

Максимальное выходное напряжение более 20 кВ переменного тока
Использовались с ламповым выпрямителем

Как проверить высоковольтный трансформатор из телевизора

Для диагностики ТДКС можно использовать следующие методы:

Визуальный осмотр на наличие повреждений корпуса или следов перегрева
Проверка сопротивления обмоток с помощью мультиметра
Измерение напряжения на выходе при подключении к схеме
Использование осциллографа для анализа формы выходного сигнала

При проверке осциллографом следует обратить внимание на следующие признаки неисправности:

Отсутствие напряжения на выходе — возможен обрыв вторичной обмотки
«Прямоугольный» сигнал с большими помехами — вероятно межвитковое замыкание
Несоответствие выходного напряжения входному при нагрузке — требуется ремонт или замена

Важно соблюдать меры предосторожности при работе с высоким напряжением и помнить, что ТДКС может сохранять заряд даже после отключения питания.

Схема подключения высоковольтного трансформатора из телевизора

Для запуска ТДКС необходимо собрать схему ZVS-драйвера. Основные компоненты схемы:

Два полевых транзистора (например, IRF250 или IRF260)
Стабилитроны на 12-18 В между затворами транзисторов и минусом схемы
Ультрабыстрые диоды (UF4007 или HER108)
Конденсатор 0,68 мкФ 250В между стоками транзисторов
Дроссель 47-200 мкГн

Алгоритм подключения:

Намотать первичную обмотку на сердечник ТДКС (10-12 витков медного провода)
Собрать схему ZVS-драйвера согласно приведенной схеме

Подключить первичную обмотку ТДКС к выходу драйвера
Подать питание 12-36В на схему
Высоковольтный вывод ТДКС — красный провод на верхней части корпуса

При правильном подключении между высоковольтным выводом и минусом схемы должна возникать электрическая дуга длиной 1-2.5 см.

Применение высоковольтного трансформатора из телевизора

ТДКС можно использовать для различных экспериментов с высоким напряжением:

Создание «лестницы Иакова» — плазменной дуги между двумя расходящимися электродами
Генерация озона
Демонстрация свечения газоразрядных трубок
Эксперименты с коронным разрядом
Питание самодельных рентгеновских трубок (с соблюдением мер безопасности)

При работе с ТДКС необходимо соблюдать технику безопасности, так как выходное напряжение смертельно опасно. Не следует прикасаться к высоковольтным выводам даже после отключения питания — необходимо разрядить остаточное напряжение.

Высоковольтный источник питания на основе ТДКС и умножителя

Для получения еще более высокого напряжения можно собрать источник питания, состоящий из ТДКС и умножителя Виллара. Основные характеристики такой схемы:

Выходное напряжение до 80-100 кВ
Возможность получения дуги длиной до 35 см
Электростатические эффекты на расстоянии до 75 см

Ключевые компоненты умножителя:

Высоковольтные конденсаторы (500 пФ 60 кВ, 1 нФ 30 кВ)
Высоковольтные диоды (цепочки из 60 диодов BA159)

Важно помнить, что такой источник питания крайне опасен и требует соблюдения всех мер предосторожности при работе с высоким напряжением.

Меры безопасности при работе с высоковольтными трансформаторами

При экспериментах с ТДКС и высоковольтными источниками питания необходимо соблюдать следующие правила безопасности:

Не прикасаться к высоковольтным выводам даже после отключения питания

Использовать изолирующие перчатки и инструменты
Работать только на изолирующем основании
Не допускать посторонних лиц в зону эксперимента
Иметь под рукой средства пожаротушения
Не проводить эксперименты в одиночку
Не работать с высоким напряжением при повышенной влажности

Помните, что высокое напряжение может быть смертельно опасным даже на значительном расстоянии. Все эксперименты проводятся на свой страх и риск.

Источник высокого напряжения из ТДКС своими руками

Сейчас очень часто можно найти на помойке устаревшие кинескопные телевизоры, с развитием технологий они стаи не актуальны, поэтому теперь от них в основном избавляются. Пожалуй, каждый видел на задней стенке такого телевизора надпись в духе «Высокое напряжение. Не открывать». И висит она там не с проста, ведь в каждом телевизоре с кинескопом имеется весьма занятная вещица, называемая ТДКС. Аббревиатура расшифровывается как «трансформатор диодно-каскадный строчный», в телевизоре он служит, в первую очередь, для формирования высокого напряжения для питания кинескопа. На выходе такого трансформатора можно получить постоянное напряжение величиной аж 15-20 кВ. Переменное напряжение с высоковольтной катушки в таком трансформаторе увеличивается и выпрямляется с помощью встроенного диодно-конденсаторного умножителя.
Выглядят трансформаторы ТДКС вот так:

Толстый красный провод, отходящий от верхушки трансформатора, как не трудно догадаться, и предназначен для снятия с него высокого напряжения. Для того, чтобы запустить такой трансформатор, необходимо намотать на него свою первичную обмотку и собрать не сложную схему, которая зовётся ZVS-драйвером.

Схема

Схема представлена ниже:

Эта же схема в другом графическом представлении:

Несколько слов о схеме. Ключевое её звено – полевые транзисторы IRF250, сюда хорошо подойдут так же IRF260. Вместо них можно ставить и другие аналогичные полевые транзисторы, но лучше всего в этой схеме себя зарекомендовали именно эти. Между затвором каждого из транзисторов и минусом схемы устанавливаются стабилитроны на напряжение 12-18 вольт, я поставил стабилитроны BZV85-C15, на 15 вольт. Также к каждому из затворов подключаются ультрабыстрые диоды, например, UF4007 или HER108. Между стоками транзисторов подключается конденсатор 0,68 мкФ на напряжение не меньше 250 вольт. Его ёмкость не так критична, можно спокойно ставить конденсаторы в диапазоне 0,5-1 мкФ. Через этот конденсатор протекают довольно значительные токи, поэтому возможен его нагрев. Желательно поставить несколько конденсаторов параллельно, либо же взять конденсатор на большее напряжение, 400-600 вольт. На схеме присутствует дроссель, номинал которого также не сильно критичен и может находиться в пределах 47 – 200 мкГн. Можно намотать 30-40 витков провода на ферритовом колечке, работать будет в любом случае.

Изготовление

Если дроссель сильно нагревается, значит следует убавить количество витков, либо взять провод сечением потолще. Главное преимущество схемы – большой КПД, ведь транзисторы в ней почти не нагреваются, но, тем не менее, их стоит установить на небольшой радиатор, для надёжности. При установке обоих транзисторов на общий радиатор обязательно нужно использовать теплопроводящую изолирующую прокладку, т.к. металлическая спинка транзистора соединена с его стоком. Напряжение питания схемы лежит в пределах 12 – 36 вольт, при напряжении в 12 вольт на холостом ходе схема потребляет примерно 300 мА, при горящей дуге ток повышается до 3-4 ампер.

Чем больше напряжение питания, тем большее напряжение будет на выходе трансформатора.
Если внимательно присмотреться к трансформатору, то можно увидеть зазор между его корпусом и ферритовым сердечником примерно 2-5 мм. На сам сердечник нужно намотать 10-12 витков провода, желательно медного. Наматывать провод можно в любую сторону. Чем больше сечение провода, тем лучше, однако провод слишком большого сечения может не пройти в зазор. Также можно использовать эмалированную медную проволоку, она пролезет даже в самый узкий зазор. Затем необходимо сделать отвод от середины этой обмотки, оголив проводов в нужном месте, как показано на фото:

Можно намотать в одну сторону две обмотки по 5-6 витков и соединить их, в этом случае также получается отвод от середины.
При включении схемы электрическая дуга будет возникать между высоковольтным выводом трансформатора (толстый красный провод наверху) и его минусом. Минус – это одна из ножек. Определить нужную минусовую ножку можно достаточно просто, если поочерёдно подносить «+» к каждой ножке. Воздух пробивается на расстоянии 1 – 2.5 см, поэтому между нужной ножкой и плюсом сразу возникнет плазменная дуга.
Можно использовать такой высоковольтный трансформатор для создания другого интересного устройства – лестницы Иакова. Достаточно расположить два прямых электрода буквой «V», к одному подключить плюс, к другому минус. Разряд возникнет внизу, начнёт ползти вверх, наверху разорвётся и цикл повторится.

Скачать плату можно тут:

statya-vysokovoltnyy-transformator.zip [25.55 Kb] (cкачиваний: 1322)

Испытания

На фотографиях лестница Иакова выглядит весьма зрелищно:

Напряжение на выходе трансформатора является смертельно опасным, поэтому в обязательном порядке нужно соблюдать технику безопасности. После отключения питания на выходе трансформатора продолжает присутствовать высокое напряжение, поэтому его следует разряжать, замыкая высоковольтные выводы между собой. Успешной сборки!

Смотрите видеоролики испытаний

Эксперименты с высоким напряжением всегда очень красочные и завораживающие.

схема, частые поломки и как проверить

Один из узлов, применяемых в телевизорах – строчный трансформатор. Рассмотрим конструктивные особенности данного устройства, отличия от обычного трансформатора, способы проверки и прочие сопутствующие вопросы.

Содержание

Что такое строчный трансформатор и особенности конструкции
Частые поломки и способы ремонта
Способы проверки
Аналоги устройства

Что такое строчный трансформатор и особенности конструкции

Строчным трансформатором называют устройство, применявшееся в телевизорах цветного и чёрно-белого изображения устаревших моделей. Этот аппарат обеспечивал преобразование напряжения, подаваемого на умножитель. В дальнейшем стали использовать диодно-каскадное устройство строчной развёртки.

Данный элемент выдаёт на выходе напряжение в пределах от 25 до 30 кВт, с формированием электрического потока.

Напряжение подаётся на первичную обмотку, с выдачей после преобразования на выходную катушку с заданными параметрами. Аппарат помещается в корпус, выполненный из несгораемого пластика. Корпус оборудован двумя потенциометрами, позволяющими регулировать характеристики ускоряющего и фокусирующего напряжения.

Для изготовления магнитопровода применяются П-образные пластины из феррита, обеспечивающие выполнение заданных задач благодаря свойствам данного материала.

От обычного трансформатора строчный отличается конструктивными особенностями, позволяющими обеспечить на выходе высокое напряжение и приспособленностью к установке в качестве детали телевизора.

Частые поломки и способы ремонта

Трансформаторы строчного типа нередко выходят из строя. Дальнейшая эксплуатация телевизора в данной ситуации невозможна. Замена аппарата связана со сложностями, вызванными их высокой стоимостью. Некоторые модели таких трансформаторов сложно отыскать.

В процессе ремонта требуется замена дефектной схемы. В процессе эксплуатации возможно возникновение следующих неисправностей:

обрыва контура;
пробоя герметичного корпуса;
межвиткового замыкания обмоток;
обрыва контакта потенциометра.

Первые две из указанных неисправностей идентифицировать достаточно легко по результатам внешнего осмотра. Ремонт выполняется путём замены вышедших из строя элементов, поиск материала для которых не представляет особенных проблем, поскольку его не сложно найти в любом магазине радиотоваров.

С поиском замыкания между витками обмоток несколько сложнее. Такую неисправность можно определить по писку, издаваемому трансформатором при работе. В данной ситуации выполняется диагностика с использованием специального прибора.

Способы проверки

Для проверки аппарата применяется осциллограф. Прибор подсоединяют к выходу вторичного контура через сопротивление на 10 Ом. Необходимость замены или ремонта устройства возникает при выявлении следующих отклонений:

появления замыкания между витками, с выдачей проверочным прибором «прямоугольника» при больших помехах. Если указанная проверка не показала неисправности, величина отклонения может составить несколько долей вольта;
при отсутствии напряжения на выходе требуется полная замена выходной катушки по причине обрыва провода;
после снятия сопротивления в 10 Ом создаётся нагрузка до 1 кОм на вторичной катушке и замеряются параметры напряжения на выходе. Если всё в порядке, она соответствует входным характеристикам. При наличии отклонения требуется ремонт или полная замена.

Другие неисправности происходят с меньшей вероятностью, и их не сложно определить самостоятельно человеку, обладающему начальным уровнем знаний в области электротехники.

При подозрении на пробой транзистора, данный элемент извлекается и проверяется работа устройства без него. В случае значительного превышения заданных характеристик, элемент необходимо заменить на идентичный.

Перемотка катушки – достаточно трудоёмкая операция. Поэтому контур проще заменить, чем восстанавливать.

Также в ходе осмотра о неисправностях могут свидетельствовать следы гари на деталях, видимые обрывы контактов. Неисправные элементы следует заменить, не помешает дополнительно пропаять контакты.

Аналоги устройства

Если необходимую модель строчного трансформатора сложно найти, оригинальное изделие можно заменить на аналогичное. Аналог подбирается по соответствующим характеристикам, указанным в документации, которой сопровождается прибор от изготовителя.

Кроме параметров, аналог должен соответствовать по габаритам и особенностям подключения.

Строчный трансформатор – важный узел, без исправного состояния которого работа телевизора невозможна. При подозрении на неисправность необходимо провести тщательную диагностику и ремонт или замену, в зависимости от результатов проверки.

Питание 80 кВ с ТВ трансформатором и умножителем

Этот высоковольтный источник питания состоит из высоковольтного трансформатора от старого телевизора B&W и умножителя Виллара. Трансформатор запитывается от любого полумоста MOSFET и выдает напряжение 20 кВ с частотой около 20кГц. Первичка перемотана примерно на 30 витков, намотанных втрое по диаметру проволоки. 0,5 мм. Полумостовую схему можно использовать так же, как и в моем случае. индукционный нагрев. При использовании полумоста IGBT, два трансформатора и конденсаторы большей емкости можно получить еще выше власть. В этом случае соедините первичные обмотки двух трансформаторов последовательно (по 15 витков в каждом). и второстепенные параллельно.
Умножитель состоит из двух конденсаторов 500пФ 60кВ, одного 30кВ 1н и четырех высоковольтных диодов. Конденсаторы изготовлены из рулонной алюминиевой фольги и пластика. Каждый из диодов состоит из шестидесяти БА159 в серии. Затем их протягивают через резиновую трубку, обернутую вокруг линейки 🙂 которая служит несущей конструкцией.
Без нагрузки источник выдает до 100кВ. Искры загораются на расстоянии 15-20 см. Из-за высокого тока вы можете нарисовать дугу длиной до 35 см. Из-за конденсаторов в умножителе разряды довольно шумный. (Конденсаторы разряжаются импульсами, ток течет не непрерывно). Без нагрузки можно чувствовать электрический ветер на расстоянии до 75 см и электростатические силы движущихся легких предметов и проводов.

Предупреждение! Этот высоковольтный источник питания очень опасен. Выходное напряжение может быть смертельным и достигает расстояний до нескольких десятков см. Электростатические силы могут перемещаться по проводам. Конденсаторы остаются заряженными даже после длительного отключения. Этот высоковольтный источник питания может повредить находящиеся рядом электронные устройства. и носители информации. Дуги производят озон и очень шумны. Автор не несет никакой ответственности за любой ваш вред. Все вы делаете на свой страх и риск.

Схема высоковольтного источника питания умножителя 80кВ.

Дуги.

дуга 35 см (более 1 фута).

Шланг длиной 55 см с пониженным давлением, работающий как неоновая трубка.

200 шт. диодов ВА159 (в итоге было использовано 240 шт.).

60 диодов последовательно образуют один высоковольтный диод.

Диоды в шланге.

Весь множитель. (Конденсатор 1n 30 кВ не виден, так как он расположен на трансформаторе высокого напряжения.)

Вы можете скачать видео дуги в видео.

дом

Flyback Transformer — Путеводитель по истории от Custom Coils.

Трансформатор обратного хода — это трансформатор высокого напряжения и средней и высокой частоты, который используется только для питания ЭЛТ-мониторов и телевизоров. Также называемые линейными выходными трансформаторами, они используются для генерации напряжения в диапазоне от 10 до 35 кВ.

Теория обратноходового трансформатора ранее была подробно описана в блоге Custom Coils. Кроме того, вы можете узнать о различных применениях обратноходовых трансформаторов из этого сообщения в блоге. В этой статье мы обсудим различные типы обратноходовых трансформаторов.

Типы обратноходовых трансформаторов

В зависимости от возраста телевизора или ЭЛТ-монитора обратноходовые трансформаторы можно разделить на следующие типы:

Трансформаторы обратного хода переменного тока 6–8 кВ: : Эти трансформаторы обратного хода обычно устанавливались в различных цветных телевизорах 1980-х годов. Как правило, они используются в сочетании с умножителем напряжения. Они имеют абсолютное максимальное выходное напряжение до 10 кВ на частоте 15 кГц (горизонтальная частота PAL). Эти трансформаторы имеют много слоев изоляционных слоев, а первичная обмотка расположена ниже вторичной. Они идеально подходят для всех низковольтных приложений с более высокими потребностями в токе.

Компактный обратноходовой трансформатор переменного тока 10 кВ: : Эти трансформаторы используются в портативных черно-белых телевизорах. Как правило, они используются с внешним блоком выпрямителя. Вторичная обмотка этих трансформаторов обычно заливается эпоксидной смолой. Максимальное выходное напряжение этих трансформаторов 12-14кВ переменного тока. Следовательно, они не считаются подходящими для приложений с более высоким напряжением и высокими выходными токами.

Трансформатор обратного тока постоянного тока: : Этот трансформатор аналогичен обратноходовому трансформатору переменного тока с точки зрения конструкции и применения. Однако он имеет высоковольтный выпрямитель, встроенный во вторичную обмотку, что делает его обратноходовым по постоянному току. Кроме того, у него значительно меньше вторичных витков.

Трансформатор обратного хода переменного тока в форме диска: : Эти трансформаторы широко использовались в черно-белых наборах с начала 1960-х до конца 1970-х годов. Как правило, они используются вместе с ламповым выпрямителем. Они имеют максимальное выходное напряжение более 20 кВ переменного тока на частоте 15 кГц.