Источник высокого напряжения из тдкс. Простое устройство получения высокого напряжения Электрические схемы с твс 110
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:
(cкачиваний: 581)
Печать
ТДКС, что это такое? Проще сказать — это трансформатор, спрятанный в герметичный корпус, так как напряжения в нем значительные и корпус защищает от высокого напряжения расположенные рядом элементы. ТДКС используется в строчной развертке современных телевизоров.
Раньше в отечественных телевизорах цветных и черно-белых напряжение второго анода кинескопа, ускоряющее и фокусировки, вырабатывалось в два этапа. С помощью ТВС (трансформатор высоковольтный строчный) получалось ускоряющее напряжение, а дальше с помощью умножителя получали напряжение фокусировки и напряжение для второго анода катода.
У ТДКС расшифровка такая — трансформатор диодно-каскадный строчный, вырабатывает напряжение питания второго анода кинескопа 25 — 30 кВ, а так же формирует ускоряющее напряжение 300 — 800 В, напряжение на фокусировки 4 — 7 кВ, подает напряжение на видеоусилители — 200 В, тюнера — 27 31 В и на нити накала кинескопа. В зависимости от ТДКС и схемы построения, формирует дополнительные вторичные напряжения для кадровой развёртки. С ТДКС снимаются сигналы ограничения тока луча кинескопа и автоподстройки частоты строчной развёртки.
Устройство ТДКС рассмотрим на примере тдкс 32-02. Как и положено трансформаторам он имеет первичную обмотку, на которую подается напряжение питания строчной развертки, а также снимается питание для видеоусидителей и вторичные обмотки, для питания уже указанных выше цепей. Количество их может быть различным. Питание второго анода, фокусировки и ускоряющего напряжения происходит в диодно-конденсаторном каскаде с возможностью их регулировки потенциометрами. Еще, что следует отметить это расположение выводов, в большинстве своем трансформаторы бывают U — образные и O — образные.
В таблице ниже приведена распиновка ТДКС 32 02 и его схема.
|
Характеристика трансформатора, назначение выводов |
||||||||||||
|
Тип |
колич вывод |
Uанода |
видео |
накал |
26/40В |
15В |
ОТЛ |
фокус- корпус |
заземл. |
анод- фокус |
питания развертки |
|
|
ТДКС-32-02 |
27кВ |
1-10 |
есть |
нет |
115 В |
|||||||
Нумерация начинается если смотреть снизу, слева на право, по часовой стрелке.
Замена
Подобрать для нужного ТДКС аналоги трудно, но возможно. Просто необходимо сравнить характеристики имеющихся трансформаторов с нужным, по выходным и входным напряжениям, а так же по совпадению выводов. Например, для ТДКС 32 02 аналог — РЕТ-19-03. Однако хотя они идентичны по напряжению, у РЕТ-19-03 отсутствует отдельный вывод заземления, но проблем это не создаст, так как он просто соединен внутри корпуса на другой вывод. Прилагаю для некоторых тдкс аналоги
Иногда не получается найти полный аналог ТДКС, но есть схожий по напряжениям с различием в выводах. В этом случае нужно после установки трансформатора в шасси телевизора, разрезать не совпадающие дорожки и соединить в нужной последовательности кусочками изолированного провода. Будьте внимательны при проведении данной операции.
Поломки
Как и всякая радиодеталь, строчные трансформаторы тоже ломаются. Так как цены на некоторые модели достаточно велики, необходимо сделать точную диагностику поломки, чтобы не выкинуть деньги на ветер. Основные неисправности ТДКС это:
- пробой корпуса;
- обрыв обмоток;
- межвитковые замыкания;
- обрыв потенциометра screen.
С пробоем изоляции корпуса и обрывом более менее все понятно, а вот межвитковое замыкание выявить достаточно трудно. Например, пищит ТДКС, это может быть вызвано как нагрузкой во вторичных цепях трансформатора, так и межвитковым замыканием. Самое лучшее использовать прибор для проверки ТДКС, ну а если такового нет искать альтернативные варианты. О том, как проверить ТДКС телевизора, можно почитать в статье на сайте «Как проверить трансформатор «.
Восстановление
Пробой — это обычно трещина в корпусе, в этом случае ремонт ТДКС будет достаточно прост. Зачищаем крупной наждачной бумагой трещину, очищаем его, обезжириваем и заливаем эпоксидной смолой. Слой делаем достаточно толстый, не менее 2 мм, для исключения повторного пробоя.
Восстановление ТДКС при обрыве и замыкании витков крайне проблематично. Помочь может только перемотка трансформатора. Никогда не выполнял такую операцию, так как она очень трудоемка, но при желании, конечно, все возможно.
При обрыве обмотки накала лучше ее не восстанавливать, а сформировать из другого места. Для этого наматываем пару витков изолированным проводом вокруг сердечника ТДКС. Направление намотки не важно, но если нить накала не засветилась, поменяйте местами провода. После намотки нужно установить напряжения накала при помощи ограничительного резистора.
Если не регулируется ускоряющее напряжение (screen), то в данном случае можно сформировать его. Для этого надо создать постоянное напряжение около 1kV с возможностью его регулировки. Такое напряжение есть на коллекторе строчного транзистора, импульсы на нем могут быть до 1,5 кВ.
Схема проста, напряжение выпрямляется высоковольтным диодом и регулируется потенциометром, который можно взять с платы кинескопа старого отечественного телевизора 2 или 3УСЦТ.
Замена строчного трансформатора в телемониторе МС6105 с кинескопом 31ЛК - это, разумеется, не капитальный ремонт. Более того: если в мониторе старый штатный «строчник» с работой справляется, то и менять этот (весьма дорогостоящий, «капризный» и гигроскопичный) узел на новый вряд ли целесообразно.
Нужно также учитывать, что раздобытый ТДКС-8 может оказаться ничуть не лучше предыдущего, преждевременно «забарахлившего» строчного трансформатора. Потому и замену стоит подыскивать более достойную. Таковой является, как свидетельствуют сравнительные данные (см. рис), строчный трансформатор ТВС-90П4 с двухкратным умножителем напряжения УН9/18-0,3 или еще более дешевый «строчник» ТВС-90ПЦ8. Последний, правда, имеет дополнительно вынесенную катушку, но она никакого практического воздействия на изображение не оказывает. Более того, упомянутые трансформаторы имеют одинаковые феррито-вые сердечники, потому вышедший из строя ТДКС-8 можно не выбрасывать, а изготовить из него ТВС-90П4, предварительно устроив ему обжиг для уничтожения пластмассовой заливки и обмоток на электроплитке (на открытом воздухе!) или в пламени костра.
Следует отметить, что в случае применения умножителя напряжения УН9/27 (трехкратного действия) намоточные данные для ТВС-90П4 (табл. 1) остаются неизменными, за исключением обмотки с выводами 9-10. Она содержит 1266 витков провода ПЭВШО диаметром 0,08 мм. Может, поэтому УН9/27 дешевле умножителя УН9/18 и менее дефицитен?
К достоинствам самодельного ТВС-90П4 можно отнести и то, что высоковольтную катушку можно разместить на второй ножке П-образного ферритового сердечника. То есть она будет сменной, что немаловажно для последующих ремонтов.
Существенные хлопоты при изготовлении самодельного ТВС-90П4 привносит разве что эпоксидная пропитка обмоток. И особенно высоковольтной. Каждый слой такой обмотки надо изолировать с предельной тщательностью.
Каркас катушки - не из термопластика, а из гетинакса или, в крайнем случае, из картона. Термополимеризация - только в духовке при температуре от 70 до 100 °С (в течение примерно часа), а остывание - вместе с выключенной духовкой.
Не стоит надеяться, что за несколько дней или даже недель отверждение пройдет и при комнатной температуре. И все потому, что отвердитель обладает проводящими свойствами; последующий пробой неизбежен, если процесс полимеризации проводить не в духовке.
Остальные данные по замене трансформаторов приведены на рисунке и во второй таблице. Пользуясь этими сведениями, следует помнить: несмотря на схожесть размещения выводов, далеко не все «строчники» одинаково пригодны для эквивалентной замены одного трансформатора другим. Не стоит забывать и о том, что, закрепляя строчный трансформатор на некотором расстоянии от платы, необходимо остальной монтаж развести дополнительными проводниками.
И последнее напоминание. Перед началом всех работ, связанных с высоким напряжением, следует отключить плюсовой подвод питания от микросхемы кадровой развертки К174ГЛ1А. Подключать же его можно лишь после того, как окончательно выяснится, что высокое напряжение появилось и, самое главное, - оно подведено к кинескопу. Любые несанкционированные разряды (даже на корпус!) практически мгновенно выведут указанную микросхему из строя.
По той же причине нельзя подключать умножитель трехкратного действия вместо УН9/18-0,3 на неподготовленный для этих целей ТВС ради эксперимента. Свечение экрана хотя и появится, но пробои избыточного напряжения сделают, как говорится, свое черное дело.
В. СИЛЬЧЕНКО, с. Викулово, Тюменская обл.
Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter , чтобы сообщить нам.
В табл. 5.15 приведены максимально - возможные в течение кампании значения коэффициентов неравномерностей энерговыделений и мощности ТВС для типовых ячеек активной зоны реактора. Значения коэффициентов неравномерностей энерговыделений приняты по данным раздела 5.3.6, полученным при моделировании на физической модели реактора последовательных загрузок в каждой из этих ячеек свежей ТВС при среднем выгорании по активной зоне около 20%.
Таблица № 5.15
Максимально-возможные в течение кампании мощностные характеристики ТВС в типовых ячейках активной зоны
Цифры в скобках первой строки табл. № 5.15 соответствуют округленному до целого значения количеству полномасштабных ТВС (в расчете на 188 твэлов), находящихся в энерговыделяющем пространстве активной зоны на момент ее состояния, соответствующего максимальным значениям коэффициентов неравномерности энерговыделений для типовой ячейки. Это количество определяется положением КО (долей введенной в зону топливной подвески) и количеством ТВС 184.05 (160 твэлов), находящихся в активной зоне (для данных, приведенных в табл.5.15, оно принято равным 6).
Расчеты максимальных значений температурных параметров твэлов, которые могут реализовываться в течение кампании в типовых ячейках активной зоны, для стационарного режима работы реактора на номинальном уровне мощности 100 МВт проводился по программе КАНАЛ-К . В каждой ТВС по табл. № 5.15 обсчитывался фрагмент из 8 соседних наиболее напряженных твэлов, включая и твэл с максимальным энерговыделением. Исходные данные и результаты расчета сведены в табл. № 5.16.
Таблица № 5.16
Расчетные параметры ТВС и твэлов при мощности реактора100 МВт
| Параметр | Значение | ||||
| Мощность реактора, МВт | |||||
| Температура теплоносителя на входе в активную зону, о С | |||||
| Давление теплоносителя на входе в реактор, МПа | |||||
| Температура теплоносителя в нижней камере смешения, о С | 88,5 | ||||
| Номер типовой ячейки | |||||
| Расход теплоносителя через ТВС, м 3 /ч | 40,2 | 49,9 | 37,8 | 65,7 | 121,8 |
| Средняя скорость теплоносителя, м/с | 3,9 | 4,9 | 3,7 | 6,6 | 12,0 |
| Температура теплоносителя на выходе из расчетной ячейки с максимальным энерговыделением, о С | |||||
| Максимальная температура оболочки твэла во впадине креста, о С | 300,1 | 301,1 | 298,1 | 304,7 | 313,5 |
| Максимальная температура топливной композиции в центре креста, о С | 416,2 | 428,1 | 398,3 | 463,6 | 575,0 | 7,0 | 8,4 | 6,3 | 10,8 | 17,6 |
| Максимальный расчетный коэффициент запаса по критическим тепловым нагрузкам, Ккр | 1,51 | 1,51 | 1,51 | 1,51 | 1,51 |
Следствием используемого на реакторе СМ-3 режима частичных перегрузок распределение энерговыделений по активной зоне изменяется как от кампании к кампании, так и в процессе каждой отдельной кампании. При перегрузках свежие ТВС устанавливаются, как правило, по две во внутренний и наружный слои зоны и не более двух ТВС в квадранте. В процессе кампании распределение энерговыделений зависит от перемещения РО СУЗ, изменения объема зоны за счет ввода топливных догрузок КО, неравномерных по зоне выгорания и отравления. С учетом этого и реализация приведенных в табл. № 5.16 режимов охлаждения твэлов в том или ином наборе топливных ячеек также будет зависеть от конкретной кампании и ее протекания.
Особенностью работы твэлов в реакторе СМ-3, как и в СМ-2, является использование форсированного охлаждения самых энергонапряженных твэлов за счет допущения поверхностного кипения теплоносителя во всех типовых ячейках зоны в режимах с максимальным энерговыделением в ТВС этих ячеек (гидропрофилирование с обеспечением одинакового запаса до кризиса). На части твэлов с максимальным энерговыделением температура наружной поверхности оболочки твэлов выше температуры насыщения, что вызывает образование пузырей в микровпадинах ее поверхности. В свою очередь, недогрев теплоносителя до температуры насыщения приводит к быстрой конденсации паровых пузырьков, и, таким образом, объемное паросодержание в потоке отсутствует. Подкипание теплоносителя увеличивает коэффициент теплоотдачи, что обуславливает сохранения температуры оболочки твэлов на сравнительно низком уровне. За все время эксплуатации реакторов СМ-2 и СМ-3 гидравлической и нейтронной нестабильностей в работе активной зоны и СУЗ не отмечено.
30 2 10 9 28 29 S 6 ГТГТПТТТ пттгт 15 U 18 16 22 20 23 21 19 13 12 26 27 7 8 Рис. &2S. Принципиальная электрическая схеыа трансформаторов строчной развертки типа ТВС-90ПЦ12 Трансформаторы выдерживают воздействие: Вибрационных нагрузок с ускорением, не более 5g (49,1 м/с2) в диапазоне частот 1...80 Гц Многократных ударных нагрузок с ускорением, не более 15 g (147,1 м/с2) длительностью удара, не более. . . 2...5 мс Повышенной температуры: для исполнения УХЛ, не более... 55 ° С для исполнения В и Т, не более. . 70 ° С Температура перегрева обмоток ТВС-90ПЦ12, не более 45 ° С Пониженной температуры: для группы II применения -25 ° С для группы 1П применения -10 ° С при транспортировании: для климатического исполнения УХЛ -50 °С для климатического исполнения В или Т -60 ° С Наработка трансформаторов в режимах и условиях, указанных выше, обеспечивается в течение 15 000 ч.
Интенсивность отказов в течение наработки 15 000 ч равна 1,2* 10“® 1/ч при доверительной достоверности 0,6.
Дополнительные электрические параметры ТВС-90ПЦ12 Напряжение питания ТВС 285 В Частота следования импульсов (15,6±2) кГц Длительность обратного хода луча, с предельными отклонениями (12±1,5) мкс Напряжение на выходе высоковольтного выпрямителя, не более 27,5 кВ Ток нагрузки высоковольтного выпрямителя, не более 1200 мкА Номинальное напряжение на выходе высоковольтной обмотки ТВС 128,5 кВ Сопротивление изоляции между обмотками трансформатора, а также между каждой обмоткой и магнитопроводом не менее 10 МОм Минимальное значение предельного напряжения переменного тока частотой 50 Гц 100 В, эфф Сопротивление изоляции обмоток при относительной влажности 85 % при температуре 35 °С, не менее 2 МОм Сигнальные выходные трансформаторы ТВС для цветных телевизоров с кинескопами, имеющими угол отклонения луча 110°. 10* 15 кур Рис. &26. Общий вид выгодных трансформаторов строчной развертки типа ТВС-110ПЦ15, ТВС-110ПЦ16 ПГПР пгттп 15 1^ 12 11 9 10 8 7 6 5 3 2 Рис. &27. Принципиальная электрическая дат трансформаторов строчной развертки типов ТВС-110ПЦ15, ТВС110ПЦ16 Сигнальные выходные трансформаторы типов ТВС110ПЦ15 и ТВС-110ПЦ16 применяются в полупроводниковых выходных каскадах строчной развертки цветного изображения с кинескопами типа 61ЛКЗЦ, имеющим угол отклонения луча 110°, и кинескопами с самосведением лучей типа 51ЛК2Ц. Трансформаторы ТВС-1ЮПЦ15 работают в комплекте с отклоняющей системой типа ОС90.29ПЦ17, выходным транзистором типа КТ838А, демпферным диодом типа Б83Г и высоковольтным выпрямителем-умножителем типа УН9/27-1.3. Трансформаторы ТВС110ПЦ16 используются в комплекте с ОС-90.38ПЦ12 и такими же комплектующими ЭРЭ, как и ТВС-110ПЦ15.
Общий вид и габаритные размеры трансформаторов показаны на рис. 8.26. Принципиальная электрическая схема трансформаторов ТВС-110ПЦ15 и ТВС-110ПЦ16 дана на рис. 8.27. Намоточные данные трансформаторов приведены в табл. 8.8.
Изготавливают выходные трансформаторы на стержневых П-образных магнитопроводах из ферромагнитного сплава, конструкция и электромагнитные параметры которых рассмотрены во второй главе справочника Устойчивая эксплуатация трансформаторов обеспечивается климатическими исполнениями: УХЛ, В или Т; категориями 4.2; 3 или 1.1 по ГОСТ 15150-69 и группами применения. Трансформаторы I группы применения в климатическом исполнении УХЛ изготавливают двух видов: с обычной и повышенной влагоустойчивостью. 291