Semplice generatore di alta tensione, ingresso a bassa tensione, uscita fino a 30 KV
Traduzione: Antonio Cristiani
La riproduzione intera o parziale di questo documento è permessa a condizione che siano soddisfatte entrambe le seguenti condizioni:
Il circuito di base descritto in questo documento è in grado di generare fino a 30 KiloVolt o più a partire da una sorgente di tensione continua, utilizzando un trasformatore di riga recuperato da un vecchio televisore o monitor in bianco e nero o a colori. La tipica uscita con un'alimentazione a 12 Volt DC 2 Ampere o batteria si aggira sui 12.000 Volt. La massima corrente di uscita a piena tensione è tipicamente compresa tra 1 e 2 mA. E' anche possibile prelevari correnti superiori a scapito della tensione che tenderà a scendere. A 2 KiloVolt, potrebbero essere disponibili oltre 10 mA dipendentemente dalla tensione e corrente in ingresso del vostro particolare trasformatore di riga.
Come è possibile osservare dallo schema seguente, la costruzione non potrebbe essere più semplice!
+Vcc Q1 +----------------+ |:|
o | )|:|
| B |/ C )|:|
| +------| 2N3055 )|:|
| | |\ E 5 T )|:| +------|>|----------o +HV
| | | )|:|( Diodo ad alta tensione,
| | -_- )|:|( di solito incorporato.
| | )|:|(
+--|-------------------------+ |:|(
| | Q2 _-_ )|:|(
| | | )|:|( Avvolgimento secondario (HV),
| | B |/ E 5 T )|:|( intatto.
| | ----| 2N3055 )|:|(
| | | |\ C )|:|(
| | | | )|:|(
| | | +----------------+ |:|(
| | | |:|(
| | -----------------------+ |:| +------------------o -HV
| | 2 T )|:|
| | +---------+ |:|
| | | 2 T )|:| T1 - Trasformatore di riga recuperato da un
| +-------------------------+ |:| televisore o monitor in bianco e nero o a colori.
| |
| R1 | R2
+----------/\/\/\--+--/\/\/\--+
110 27 _|_
5 W 5 W -
Questo progetto è derivato da un circuito pubblicato su "Build your own working Fiberoptic, Infrared, and Laser Space-Age Projects", Robert E. Iannini, TAB books, 1987, ISBN 0-8306-2724-3.
ATTENZIONE: consultate il documento "Linee guida per la sicurezza con gli apparecchi ad alta tensione e/o alimentati a tensione di rete" prima di alimentare questo circuito!
Leggete interamente quanto segue!
Procuratevi un trasformatore di riga con un avvolgimento secondario ad alta tensione sicuramente efficiente. Il primario può essere lasciato intatto se è in buone condizioni (non in cortocircuito). E' possibile utilizzare un trasformatore buttato via perchè guasto se il problema risiede nel primario ed è possibile rimuovere il primario senza danneggiare l'avvolgimento secondoario o perdere la connessione di ritorno del secondario! I trasformatori di riga possono guastarsi in entrambi i modi (primario e secondario).
Localizzate il ritorno dell'avvolgimento ad alta tensione: potrebbe trattarsi di un filo di colore diverso da quello dell'avvolgimento a bassa tensione, o potrebbe fuoriuscire dalla parte potted del trasformatore di riga da un posto differente. Non è possibile utilizzare un Ohmmetro per localizzare il ritorno per l'avvolgimento ad alta tensione se il vostro trasformatore di riga è dotato di un raddrizzatore o moltiplicatore ad alta tensione incorporato visto che la caduta di tensione diretta dei diodi raddrizzatori è molto superiore rispetto alla tensione della batteria che alimenta il tester. Ad ogni modo, una connessione ad un avvolgimento che presenta una resistenza infinita verso tutti gli altri terminali è probabilmente il ritorno dell'alta tensione. Nei tasformatori di riga sprovvisti di raddrizzatore o moltiplicatore ad alta tensione, è facilmente possibile localizzare il ritorno misurando la resistenza tra l'uscita HV e tutti gli altri terminali. L'avvolgimento HV presenta una resistenza nell'ordine di centinaia o migliaia di Ohm risptto alle letture di pochi Ohm di tutti gli altri avvolgimenti.
Realizzate un avvolgimento di pilotaggio composto da 10 spire con presa centrale ed un avvolgimento feedback composto da 4 spire con presa centrale utilizzando filo isolato del diametro da #16 a 20. Accertatevi che entrambe le metà di ciascuna bobina siano avvolte nella stessa direzione. In ogni caso, collegate la presa centrale all'avvolgimento, non portate fuori un loop. Isolate il tutto con nastro isolante.
La tensione di alimentazione ricade tipicamente nell'intervallo da 12 a 24 Volt ad un paio di Ampere. Il circuito dovrebbe iniziare ad oscillare a circa 5 Volt di alimentazion circa. Se in uscita non ottenete nessun valore di alta tensione, scambiate le connessioni alle basi dei transistor. E' consigliato montare delle alette di raffreddamento sui transistor. Tenete presente le caratteristiche del vostro trasformatore di riga (monitor in bianco e nero fino a 15 KV, a colori fino a 30 KV). Rischiate di distruggere gli avvolgimenti secondari e/o il raddrizzatore HV se esagerate. Facendo funzionare questo aggeggio a 24 Volt probabilmente provocherete un acro elettrico interno in un trasformatore di piccole dimensioni, al qual punto dovrete ricominciare da zero con un nuovo trasformatore e maggior attenzione.
La reale uscita dipenderà dal rapporto tra le spire degli avvolgimenti
in vostro possesso:
- Per un tipico trasformatore di riga prelevato da un piccolo televisore in bianco
e nero o monitor monocromatico per computer, dovreste ottenere circa 12.000 Volt
con una tension di alimentazione di 12 Volt DC.
Ho costruito un inverted con un trasformatore recuperato da un Mac-Plus da cui ho
rimosso gli avvolgimenti primari (bruciati).
- Per un trasformatore prelevato da un televisore a colori di grandi dimensioni o
da un monitor a colori, è possibile prelevare 30.000 Volt o oltre con una
tensione di alimentazione di 24 Volt DC.
La frequenza di funzionamento ricade nell'intervallo da 1 a decine di KHz, dipendentemente dalla tensione di alimentazione, dal carico e dalle particolari caratteristiche del trasformatore di riga.
E' possibile sperimentare col numero di spire, valore dei resistori, ecc. per ottimizzare il funzionamento e la potenza di uscita in base alle vostre necessità.
Attenzione! Il contatto con l'uscita risulterà doloroso, sebbene probabilmente non particolarmente pericoloso per via della scarsa disponibilità di corrente (pochi mA).
Ad ogni modo, se aggiungete un condensatore ad alta tensione per conservare la carica, non pensate neppure di avvicinarvi all'uscita alta tensione!
Nessuno dei valori dei componenti risulta critico. E' abbastanza probabile che tutto quanto necessario stia pazientemente in attesa nel vostro cestino del materiale di recupero. In caso contrario, fatta eccezione per il trasformatore di riga, la maggior parte se non tutti i componenti dovrebbero essere reperibili da Radio Shack. Consultate il capitolo "Alimentatore a bassa tensione" per un semplice progetto da utilizzare con questo inverter.
Sperimentando con resistori di diverso valore e finanche col numero di spire su ciascun avvolgimento potreste migliorare le prestazioni per il vostro particolare trasformatore di riga.
L'alimentatore (da 12 a 24 Volt) non deve necessariamente essere sofisticato. Non è necessaria alcuna forma di regolazione e quindi andrà bene un semplice progetto costituito da trasformatore, ponte raddrizzatore e condensatore di filtro. Il circuito descritto in seguito è in grado di fonire circa 15 Volt DC fino ad un massimo di 3 Ampere. A meno che non vi occorra la massima uscita, questo circuito dovrebbe risultare adeguato.
Perlomeno durante i controlli iniziali è altamente consigliabile l'utilizzo sull'ingresso di un Variac (o un alimentatore variabile), in modo da evitare eventuali bruciature in caso di errori nel montaggio o componenti guasti, e per avere un'idea delle possibilità offerte dal vostro circuito prima che sia troppo tardi! Se nessuno di questi è disponibile, utilizzate un resistore di potenza da 10 Ohm 25 Watt o una lampadina da 100 Watt in serie con il carico (inverter) per limitare la corrente ad un valore di sicurezza, tale da non friggere in fretta tanti componenti.
Ecco un circuito tipico:
Fusibile
1 Ampere
_ T1
Fase o-----o/ o---- _------+ Diodi o ponte raddrizzatore
S1 )|| da 5 Ampere
Alimentazione )|| +---------+----|>|-------+-------+-----o +Vcc
)||( ~| D1 |+ |
)||( +----|<|----+ | +_|_ C1
220 Volt AC )||( 12 Volt AC D2 | | ___ 20.000 uF
)||( +----|>|----|--+ - | 25 Volt
)||( | D3 | |
)|| +---------+----|<|----+----------+--+--o Massa
)|| ~ D4 - _|_
Neutro o---------------------+ -
Tutti i componenti sono facilmente reperibili.
Lo schema in seguito riportato mostra un tipico trasformatore di riga montato in un televisore o monitor per computer a colori a visione diretta. Le resistenze sono incluse solo a fine illustrativo e potrebbero risultare molto differenti da quelle del vostro trasformatore di riga!
Si potrebbe in effetti costruire la sezione ad alta tensione sulla destra come un moltiplicatore di tensione piuttosto che un singolo avvolgimento con più diodi HV. Il raddrizzatore o moltiplicatore, e/o il divisore fuoco/screen potrebbero essere esterni al trasformatore di riga in alcuni modelli.
I trasformatori di riga utilizzati nei televisori in bianco e nero e nei monitor monocromatici per computer sono sprovvisti di una rete di divisori fuoco e screen.
Il nucleo in ferrite del trasformatore di riga è costruito con un traferro di precisione di solito realizzato tramite un qualche spaziatore in plastica o pezzi di nastro adesivo. Non perdete questo particolare se vi occorre smontare il nucleo. Inoltre il nucleo in ferrite è relativamente fragile, quindi ponete attenzione.
La rete di divisione fuoco e screen utilizza potenziometri e resistori (non mostrati) con valori compresi tra decine e centinaia di MOhm, quindi potreste non riuscire a misurarli con il vostro multimetro. I raddrizzatori ad alta tensione (da CR1 a CR3 in questo schema) sono composti da molti diodi al silicio collegati in serie e con i tipici tester analogici o digitali leggerete una resistenza infinita.
Osservate che non esiste alcuna standardizzazione sul codice a colori. Ad ogni modo, lo spesso cavo rosso che va al cinescopio molto spesso è rosso ma a volte può anche essere nero. Naturalmente, non è possibile confonderlo visto l'isolatore a ventosa all'estremità dell'anodo del cinescopio.
|:| +--|>|-----------o Alta tensione al cinescopio
_ 1 |:|( CR1 (da 25 a 30 KV,
| B+ o-------------+ |:|( ventosa sul filo
Avvolgimento | )|:|( rosso spesso)
pilotaggio < )|:| +-------+
| 1.32 )|:| |
| 2 )|:| +--|>|--+
|_ HOT o-------------+ |:|( CR2
_ 3 |:|(
| 50 o-------------+ |:|(
| )|:| +-------+
| .11 4 )|:| |
| 35 o-------------+ |:| +--|>|--+
Vari | )|:|( CR3 |
avvolgimenti< .28 )|:|( /
secondari | 5 )|:|( \<-------o Fuoco
| 16 o-------------+ |:|( / (da 3 a 10 KV,
| )|:|( \ filo color arancio)
| .12 6 )|:|( |
|_ 0 o----------+--+ |:|( 9 |
_ | 7 |:| +--+ /
| H1 o----------)--+ |:| | \<-------o Screen
Filamento < .08 | 8 )|:| | / (da 200 a 800 V,
cinescopio |_ H2 o----------+--+ |:| | \ filo marrone)
| |:| | |
| |:| +----|--------o Massa DAG
| | cinescopio
+----------------+