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1、1 电路原理前天11:11 上传下载附件(25.6 KB) 高压DIY之中,必不可少的器材是一种高压发生器,依托它可以玩出多种各样的把戏。在淘宝上可以买到多种各样的高压模块,小到电蚊拍,负离子发生器，大到电网捕兽机。但是对于我等DYe来讲，有什么比一种自行量身定做的可调高压发生器更适合呢？上图是一种简易高压发生器,使用一块固定频率脉宽调制电路T494产生方波信号控制MOS管Q1，1上的交变电流在通过串联的黑白电视机高压包T的时候升压到kkV，升压后经高压包次级串联的高压整流二极管半波整流,输出带直流分量的高频高压（或者说带高频纹波的直流高压也行，两者是一回事)。作为专业的电源芯片(可以在某些电
2、脑ATX电源里找到这枚上世纪80年代Ti推出的典型开关电源主控芯片），44具有丰富的功能,但这里只用了其中的一小部分。升压电路使用了最为简朴的不带磁复位的单管正激拓扑,并且没有采样反馈部分，事实上这里的L494只相称于一种频率和占空比可变的方波发生器,因此也可以用其她的方波振荡电路,例如555集成电路或运放或晶体管构成的多谐振荡器替代。这个电路的几种重点参数(它们对之后的调试很有用）如下:输出方波的频率由TL494的5脚对地电容和6脚对地电阻决定,fosc=1.1/（R1+RP2）C2。方波占空比由RP上的分压决定，可以在0%00%之间调节,进而调节变压器的电流和输出电压。L494的工作方式细
3、节想进一步改善该电路的话,更多可用的正激电源拓扑2 材料准备前天1:11上传下载附件(1.53KB) 需要的电子器材： 6脚DIP插座x T9芯片 x 400uF,V电容 x10n瓷片电容x1 10n 瓷片电容1 50电位器 10电位器x1 1.5电阻 x1 0欧电阻 x IR4 MOS管+散热片 x1 IN58二极管x1 8脚黑白电视机高压包x 万能电路板（洞洞板)x1 导线若干其她设备:电烙铁 焊锡/松香 2V/2A电源 万用表 示波器(最佳有) 热风枪（如果你选用了贴片元件) 调节电位器用的小螺丝刀大部分元件的宽容度很高，并不规定参数很精确,例如说1.k或8k的电阻都可以用来替代R。某些
4、有特殊规定的器件如下: 电位器：一般的电位器就能用，但如果想精确调节的话，推荐使用多圈可调电位器。为了调节以便,还需要一把小螺丝刀。 MO管：这里用的是IRF40。用其她MOS管替代的话,规定Vss在80V以上，Vth的最小值在2V4V,导通电阻尽量小(RF540是0.077欧)，同步做好散热片配备。特别要说的一点是，某些高性能的M(例如主板上的供电O）由于Vt的最小值过低（它们能在很低的栅压下导通，在大部分状况下这是长处），用在这个电路上容易误触发导致占空比调节困难（RP稍一调节电流就急剧上升),因此使用替代器件时一定要注意参数。 高压包：使用黑白电视机的8脚高压包。如果只是产生高压玩玩，可
5、以直接用原有的初级线圈。但是直接在磁棒上重绕初级线圈来提高输出电压也是流行的玩法之一。 彩电的高压包不适于这一电路,由于它们的初级设计电压是220V,需要根据匝数对它们进行改装才好用。但是它们的输出电压比黑白电视机高不少，在制作20-4kV输出的高压产生器时少不了它们。3 焊接电路前天11:1 上传下载附件 (.98 B)前天1:1 上传下载附件 (18.74 KB） 焊接电路根据电路图即可，难度不大。出于安全起见最佳把高压包和低压部分分开，调试完毕后再组装到一起。某些需要注意的小地方: 给OS安上足够大的散热片并留出散热片的空间。我有点懊悔散热片用小了,成果调试的时候由于发热不敢加大MOS电
6、流。 背面通过大电流的走线不能用小股铜线飞线,我用了大量的锡在万能板上堆出电源线和地线。 高压包的脚位：4脚是次级线圈的地线,2，5，6,7，脚则是初级线圈。推荐选用脚和8脚通入交流信号,但在这些脚中任选两个都会在次级感应出高压，可以根据实际电路中的体现选择。固然，直接在磁棒上用导线自绕初级线圈也是可以的。4调试高压发生器前天1:1 上传下载附件 (362 B） 前天11:1上传下载附件 （20.B)警告:调试的时候有高压触电危险，请千万小心 一方面调试低压部分,先不插上芯片，接上电源后来用万用表测试芯片插座上的供电电压和电路各点电位，确认正常后来断开电源接上芯片。 示波器这时候可以派上用场了
7、,测量MOS管的栅极电压,一切正常的话就能像我这样在屏幕上看到方波波形148.z,124峰峰值,一切正常。 接下来调节方波的频率和占空比，记得之前说过的么?电位器RP1调节占空比，RP2调节频率。把振荡频率调到0z左右,占空比约10%，然后进行下一步。断开电源,接上高压包(千万不要在带电的时候干活）。 这时候如果有一种能显示实时电流的实验电源会较好用,没有的话就需要时刻注意散热片温度避免MS过热烧毁了。把高压输出线摆到不会影响工作的地方,打开电源输出，注意这时候的电流值。如果过大的话，立即关掉电源，调节R1减小方波占空比，然后再试。我最后把电流调节到了约60mA,如果需要更高的输出电压可以在散
8、热片容许的范畴里提高O管电流。前天1:11 上传下载附件 (19 K) 然后小心翼翼的拿起高压包的输出线(可以看到这是厚绝缘层的特制高压线，拿几cm后来的绝缘层,千万不要遇到输出线头.),将线头接近高压包4脚的引出线,看到蓝紫色的美丽电弧了么？等离子蚀刻 前天11:11上传下载附件(154K) 当高压电极接近,极间电场接近空气的击穿强度时,就会击穿空气,产生明亮的电弧。空气中电弧放电产生的等离子体为热等离子体，电子温度与气体温度大体相等，可达3105。运用它的局部高温和高化学活性，可以用在烧蚀材料,熔炼金属,表面解决等方面。把上一步中得到的蓝紫色电弧引向白纸，可以看到纸张表面碳化，电弧瞬间烧出
9、了一种小洞。前天11:11上传下载附件 （32.1K) 更进一步的电弧展示在一种水蜜桃上（苹果梨之类带一定水分的水果都行）进行,将水蜜桃与次级线圈的地线相连,接着就可以用高压输出线的尖端对桃子放电,产生的电弧烧蚀碳化果皮,在上面形成黑色的焦痕。由于电弧的高温，被碳化的只有表层,里面仍然是水灵灵的果肉,一般的火焰可做不到这一点。工作时的电弧实际呈黄色，这是由于果皮中的部提成分受热气化混入等离子体的缘故。只要材料有一定的导电性（例如瓜果肉菜，被打湿的皮革),就可以用这种措施在上面刻字。 顺便，在这里可以体会一下前面为什么始终规定注意安全：虽然这个高压发生器功率不大,危险性相对而言不是很高，但要在不
10、小心触电时在皮肤上留下焦黑的痕迹和弥漫的烤肉气味还是没有问题的6 电弧球前天1：上传下载附件 （4389KB) 淘宝上发售的成品电弧球 或许你在网上或者科技馆见到过图上这样的电弧球,球里美丽的极光翩翩起舞，当把手指放到上面时还会浮现一条随着手指尖端移动的绚丽电弧。归根结底这也是等离子体的功绩,玻璃球中的低压气体在高电压下辉光放电(注意，和之前空气中电弧的弧光放电不同）会随气体不同产生美丽的光辉,事实上这也就是霓虹灯的发光原理。在电弧球中有一种高压发生器，高频高压的电极一端通到玻璃球内的球形电极,另一端接地。当手指接触玻璃球时,电流从玻璃球内电极-气体-玻璃球壳-人体-大地形成回路，于是就产生了
11、随手指移动的美丽放电电弧。由于球壳与人体间的电容很小，通过的交变电流也极小，因此对人没有危险。 通过以上的原理分析,很容易发目前已有了高压发生器的前提下,只需要一种充填了稀薄气体的带电极玻璃球就可以自制电弧球。一种较好的器材是老式的透明电灯泡，此前国内生产的0w如下电灯泡一般抽真空(并且限于技术真空度还略差。）用来做这个再好但是。可惜的是目前的灯泡多数充填氮气和氩气,买到的菲利普灯泡在高压下并不能放电 但是我在乎想不到的地方找到了一种替代品,就是日光灯启辉器中的玻璃泡。泡中充填了少量氩气,高压放电时发出蓝色光,非常美丽。唯一的问题就是玻璃泡的体积太小，玩起来不小心的话很容易触电,想和正牌的电弧
12、球同样做成摆设是不也许了前天11:1 上传下载附件 (1.9 B) 某位筒子向我推荐了发橘红色光的充气稳压电子管Y-3P,我手头没有因此没法实验，有这玩意的筒子感爱好的话可以自行玩玩D。 总结在这个电路的基本上，尚有诸多可以改善的地方。改善电路拓扑可以大大提高工作效率,加入反馈电路和输出滤波电容则可以得到带稳压的可调高压电源。最为令人兴奋的想法还是在磁棒上重绕初级线圈,这样可以在高压包上获得1kV级别的电压，这样可以获得更为壮观的等离子电弧，同步还可觉得我筹划中的静电飘升机提供备选电源。同步,调节占空比可以控制电弧放电的电流大小(也是电弧产生热量的多少),占空比的迅速变化足以引起电弧周边空气的迅速热胀冷缩，从而发出声音:这是等离子扬声器的原理,由于只有极小质量的空气振动，从而具有极好的高频响应。理论上说在拉出稳定电弧的状况下，在TL44的脚加载音频信号就可以获得调制的电弧发声( 实例 ）,但在实验时这个自制高压发生器发出的声音音量极小,推测也许是高压发生器的功率不够,本来的电弧电流太小的缘故。要改善这一点不仅需要改装高压包,还需要更换散热片和MOS管,工作量稍微大了些。目前它被排在我的筹划队列里,等到有好消息的时候我会再来的。本文转自果壳网。本主题由 zihuzhou于前天1:8 添加图章 版主推荐
