Elektrika.cz - elektrotechnické zpravodajství
Tisknete článek: Stará televize - co s ní? (1.) (klik pro návrat)
Stránka byla vytvořena: 19.12.2001
Všechna práva vyhrazena (c)1998-2024 Elektrika.cz
Doslovné ani částečné přebírání tohoto materálu není povoleno bez předchozího písemného (e-mailového) svolení redakce portálu Elektrika.cz.

Stará televize - co s ní? (1.)

Pro ty, kteří pracují s VN a chtěli by mít doma taky nějaký ten výboj aneb běžná profesionální deformace.
ze dne: 19.12.2001
Starý televizor obsahuje mnoho zajímavých věcí. Pro naše potřeby zejména oceníme VN transformátor a obrazovku. Všechny uvedené pokusy lze provést s pozůstatky tranzistorového ČB televizoru.
VN transformátor černobílého přijímače obvykle dává 10-20 kV dle velikosti obrazovky. Barevné TV jej mají zpravidla jen na napětí pod 10 kV, ovšem za ním již není usměrňovač, ale násobič napětí, z jehož výstupu vychází 30 kV a více. K buzení transformátoru je vhodné použít jednoduchý přerušovač s laditelným kmitočtem.
Obrazovka je sice poněkud větší, ale značná část jejího objemu je prázdná (přesněji řečeno vzduchoprázdná), což ovšem neznamená, že by se s ní nedaly dělat zajímavé pokusy. Pomineme-li možnost jejího násilného rozbití, po němž následuje poměrně efektně probíhající imploze, máme ještě možnost ji nejprve bezpečně "zneškodnit" odlomením trubičky v patici a následně vyjmout elektronové dělo a to použít ke stavbě malého domácího urychlovače.

VN zdroj

Na obrázku vidíme schéma zapojení vysokonapěťového zdroje, k jehož stavbě se hodí transformátor z černobílé TV o úhlopříčce cca 50-70 centimetrů. Měnič pracuje v blokujícím režimu, tedy v době sepnutí se energie hromadí v podobě rostoucího proudu primárního vinutí a při vypnutí dojde k přenosu.

Princip činnosti

Základem řídícího obvodu je integrovaný obvod 4093 (čtveřice hradel NAND vybavených schmittovými klopnými obvody). První hradlo slouží jako oscilátor s regulovatelným kmitočtem. Zbývající hradla společně s PNP tranzistorem tvoří budič spínacího tranzistoru BUZ10. Tranzistor PNP "pomáhá" hradlům s vybíjením parazitní kapacity spínacího tranzistoru a tím zvyšuje rychlost jeho rozpínání a umožňuje tak indukovat vyšší napětí.
Na sekundární straně transformátoru je VN dioda (na typu v podstatě nezáleží, nejlépe použít diodu z televizoru, ze kterého pochází transformátor) a VN kondenzátor (viz dále). Vždy po rozepnutí tranzistoru začne sekundárem procházet proud, který nabíjí kondenzátor. Dioda potom v době sepnutí brání jeho samovolnému vybíjení přes vinutí transformátoru.
Rezistory 6M8 tvoří společně s rezistorem 1,2 kiloohmů dělič, na jehož výstupu se objeví 0,65 V, když napětí na kondenzátoru dosáhne cca 20 kV. Tím se otevře NPN tranzistor (vlevo) a zablokuje oscilátor. Až napětí poklesne o několik procent, dojde k obnovení činnosti. Tím je realizována zpětná vazba stabilizující výstupní napětí a chránící obvod před sebezničením v důsledku nekontrolovatelného růstu napětí.

Fyzická realizace

UPOZORNĚNÍ: Před vlastní stavbou je nutno si uvědomit, že budeme pracovat s životu nebezpečným napětím, které může za vhodných okolností přeskočit na vzdálenost většího počtu centimetrů!
 
Řídící obvody a vlastně celou primární stranu můžeme vytvořit třeba na kontaktním poli, nebo malém plošném spoji. Výstupní VN obvody (modře orámovány) bude nutno umístit zvlášť a při konstrukci dbát na dodržení dostatečných vzdáleností a veškeré "živé" části pečlivě zbavit hrotů, vyčnívajících vodičů a jiných ostrých hran, na kterých by mohlo docházet k sršení. Dále je nutno si uvědomit, že běžná izolace silná jen cca 1 mm nepředstavuje pro 20 kV žádnou zvláštní překážku.
Transformátor musíme pro naše účely trochu upravit: Musíme odstranit původní primární vinutí a místo něj navinout své vlastní. Nejprve odšroubujeme šrouby, které drží transformátor pohromadě a rozebereme jádro. Nyní vyjmeme původní primární vinutí a jádro znovu sestavíme. Při sestavování nesmíme zapomenout na případné vložky, kterými je v jádře vytvořena mezera, jinak obvod nebude správně fungovat, neboť bude docházet k jeho přesycování. Na vzniklé volné místo navineme 4 závity elektroinstalačního vodiče CY o průřezu 1, nebo 1,5 mm2. Toto primární vinutí později provizorním způsobem připojíme do obvodu. Pokud má sekundární vinutí jen dva vývody (včetně toho, který vedl k diodě), pak máme jednodušší práci. Je-li jich více, musíme ohmmetrem zjistit, který z nich je spojen s VN vinutím (zde se nenechte zmást jeho odporem, jenž může být i dost vysoký). Pokud by byly spojeny všechny, můžeme si vybrat libovolný z nich, protože ostatní vinutí mají z našeho pohledu zanedbatelné počty závitů.
Kondenzátor asi neseženete, takže je nutno jej vyrobit: U sklenáře si necháme uříznout sklo o rozměrech 15x20 centimetrů silné 5-8 milimetrů. Na něj epoxidem, nebo jiným vhodným lepidlem nalepte z obou stran alobalové plochy se zaoblenými rohy. Je důležité, aby pod ním nebyl žádný vzduch, jen lepidlo a sklo a aby měl zaoblené rohy a byl zbaven otřepů. Po zatuhnutí lepidla na alobal izolepou nalepte vodiče tak, jak je naznačeno na obrázku. Před nalepením konec vodiče zahněte, aby vytvořil očko. Izolepa by neměla přečnívat přes alobal.
Odpory 6M8 nemusejí být nutně pětiwattové, ale je nutné, aby vydržely vysoké napětí a tedy musejí být dostatečně dlouhé. Zde je nutno podotknout, že při práci s VN musíme uvažovat nejen možnost vzdušného přeskoku, ale i tzv. povrchové cesty, která může být i několikanásobkem maximální přeskokové vzdálenosti, nebo při zhoršených podmínkách (vlhko, prach) až neomezeně dlouhá.
VN diodu použijte buď přímo tu, která byla spolu s trafem v televizoru, nebo můžete koupit typ KYX20, KYX30, BYX30, TV20-03, či jinou rychlou diodu na nejméně 20 kV. Uvedené vysokonapěťové diody jsou přímo určeny pro TV a jsou dlouhé více než 5 centimetrů. Ale některé jiné mohou být kratší a pak jsou určeny pro zalití do izolační hmoty. Takovou diodu musíte vložit do trubičky a zalít do asfaltu, jinak hrozí přeskok výboje mezi jejími konci.
Tranzistor BUZ10 umístěte na chladič s tepelným odporem 4 K/W, nebo méně. Můžete použít například typ V5224, nebo V512C z GESu, ale podstatně levnější je, nechat si uříznout odpovídající kus profilu v obchodě s hutním materiálem.
Jako napájecí zdroj můžete použít autobaterii, tři ploché baterie, nebo libovolný síťový zdroj vybavený usměrňovačem a vyhlazovacím kondenzátorem, stabilizovaný být nemusí. Obvod by měl správně pracovat při napájecím napětí 10-16 V. Odebíraný proud se bude v závislosti na seřízení a odběru z výstupu pohybovat od 0,5 do několika ampérů. Dosažitelný výstupní proud při 20 kV je cca do 2 mA.

UPOZORNĚNÍ: Dříve než zařízení zapnete, zkontrolujte, zda na stole neleží nějaké vodiče, či jiné delší vodivé předměty, které s pokusem nesouvisí. Jinak může dojít k přeskoku výboje na ně a následně se VN snadno dostane i do míst, která považujete za bezpečná. Uvědomte si, že vysokému napětí je jedno, že vodič je silný třeba jen 0,05 mm a vy jej nevidíte, stejně skrz něj bude procházet proud...

Oživení a seřízení

Když je zařízení hotovo, rozpojte obvod v naznačeném místě a toto přemostěte odporem 100 ohmů tak, jak je červeně naznačeno ve schématu a na výstup připojte odpor 47k. Zapněte napájení a trimrem nastavte kmitočet na cca 16 kHz. Nyní změřte výstupní napětí. Otočte polaritu primárního vinutí a znovu změřte. Teď primární vinutí již napevno připojte do polohy, ve které bylo napětí vyšší. Přelaďte kmitočet na cca 120 kHz a vypněte napájení. Zrušte veškeré testovací úpravy, do napájení zapojte ampérmetr a zapněte. Nyní postupně snižujte kmitočet a sledujte odběr. Měl by nejprve růst, potom klesat a nakonec znovu růst. Vraťte jej do místa, kde bylo minimum odběru. Nyní je naladěn na rezonanci sekundáru a zdroj je plně funkční.

VN zdroj s regulací 1 až 20 kV

Pokud máte již postavenu předchozí verzi, můžete jí upravit podle následujícího schématu. Ne-li, postavte si napřed výše uvedený dvacetikilovoltový zdroj a teprve po jeho plném zprovoznění jej upravte podle následujícího schématu.

Jistě si teď pokládáte otázku: "K čemu mi zdroj vysokého napětí vlastně bude?" - Pro odpověď nemusíte daleko: Například k napájení urychlovače z příštího dílu, nebo po připojení kilovoltmetru jako levný provizorní zdroj pro testování izolační pevnosti, nebo prostě jen tak pro zábavu...

Konec tisknuté stránky z portálu Elektrika.cz.