Приветствую Вас Гость | Вход
Меню сайта
Главная
Азотный ТЕ лазер
Азотный ТЕА лазер
Азотный ТЕА лазер. Блюмляйн
Азотный ТЕА лазер. Блюмляйн в рулоне
Блок питания
Искровой разрядник
Разрядный резистор
Измерение напряжения
Высоковольтный конденсатор
Лампа-вспышка
Вакуумные насосы
Самодельное зеркало
Научные публикации
Литература
Обратная связь
Видеоролики
Лазер на воздухе 1
Лазер на воздухе 2
Лазер на воздухе 3
Лазер на воздухе 4
ТЕА лазер на воздухе
ТЕА лазер на воздухе. Блюмляйн
Насос " ДРОЧУН "
Насос из шприца
Мембранный насос
Насос " Z 1,2 BW "
Насос фирмы " ТАКО "
Вход на сайт
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Самодельный лазер

В схеме высоковольтного блока питания лазера может быть накопительный конденсатор, который используется для питания лампы-вспышки. Для мощных твердотельных лазеров потребуется не один, а несколько параллельно соединенных конденсаторов (банк конденсаторов). Как известно конденсатор сохраняет заряд даже при отключении блока питания. И чем больше емкость конденсатора, тем дольше сохраняется заряд на его обкладках. Прикасаться к электродам заряженного конденсатора крайне опасно. Последствия могут быть самыми различными: от легкого испуга - до «улетного» исхода. Конечно, можно отключить блок питания конденсаторов и подождать, пока конденсатор разрядится самопроизвольно. Однако при большой емкости конденсатора ждать придется долго, а ждать как-то не хочется. Для безопасной работы с высоковольтными конденсаторами потребуется устройство, которое будет снимать конденсаторный заряд при отключении блока питания.

Проще всего разрядить конденсатор можно коротким замыканием электродов конденсатора с помощью обрезка провода или же обычной отверткой (при отключенном блоке питания !). Такой способ вполне допустим при малой емкости конденсатора. К примеру, именно так можно разряжать линию Блюмляйна самодельного азотного лазера. Однако, если емкость конденсатора составляет более 100 мкФ, замыкание электродов конденсатора отверткой приведет, как минимум, к повреждению отвертки. Кроме того, короткое замыкание электродов конденсатора уменьшает ресурс его работы, что особенно актуально для электролитических конденсаторов, которые «плохо переносят» такой режим работы. Надо еще добавить,  короткое замыкание электродов заряженного конденсатора большой емкости сопровождается весьма не хилыми звуковыми и световыми эффектами. Даже если закоротить электроды конденсатора емкостью лишь 1 мкФ, заряженного до напряжения 20 кВ, то произойдет такой «БА-БАХ», что закладывает уши, а от световой вспышки можно поймать «зайчик» в глазах.

Другой способ разряда конденсатора, который является самым распространенным, заключается в использовании обычного резистора, который подключается параллельно конденсатору. Схема подключения показана на рисунке ниже.

 

схема подключения резистораПри отключении блока питания конденсатор С сразу же начинает разряжаться через резистор R. Для контроля наличия напряжения последовательно с резистором подключается световой индикатор, в качестве которого обычно применяют газосветный индикатор (в просторечье – неонка). Величина сопротивления резистора выбирается, исходя из мощности блока питания. Чем меньше сопротивление, тем быстрее разрядится конденсатор, но при этом будет выше нагрузка на блок питания.

 

 

Если требуется разрядить банк электролитических конденсаторов, то на каждый конденсатор следует подключить свой резистор, как показано на схеме ниже.

 

схема подключения резистора

На схеме показаны лишь три конденсатора. В зависимости от суммарного напряжения, необходимого для работы лампы-вспышки, число конденсаторов может быть большим.

При этом важно, чтобы все резисторы имели одинаковое сопротивление. Это позволит выровнять падение напряжения на каждом конденсаторе.

Например:

Для работы лампы-вспышки типа ИФП-800 в режиме самопробоя потребуется конденсатор с рабочим напряжением 2500 В. При использовании легкодоступных электролитических конденсаторов 100 мкФ х 400 В минимальное число последовательно соединенных конденсаторов равно семи.

Выбираем самые дешевые углеродистые резисторы. По паспортным данным на углеродистые резисторы максимальное рабочее напряжение в 500 В соответствует резистору мощностью 1 Вт. Значит, параллельно каждому конденсатору следует припаять резистор 1 МОм мощностью 1Вт. Суммарное разрядное сопротивление одного банка конденсаторов составит  7 МОм, что вполне приемлемо по нагрузке для высоковольтного импульсного блока питания.

 

 

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ  РАЗРЯДНЫЙ  РЕЗИСТОР

 

 

При рабочих напряжениях свыше 10 кВ для разрядки конденсатора потребуется высоковольтный резистор, который не является общедоступной деталью. Можно попробовать в качестве разрядного резистора использовать мощный проволочный резистор типа SQP (цементный), который продается в магазинах радиодеталей. Но этот вариант будет не надежным. Мои попытки использовать такой резистор в лазере на воздухе приводили к внутреннему пробою резистора, что наблюдалось как треск и свечение сквозь керамический корпус резистора. Поэтому в качестве разрядного одиночный резистор вряд ли подойдет.

Идея высоковольтного резистора очень проста. Если составить цепочку из последовательно соединенных резисторов, то максимально допустимое напряжение на всей цепочке будет равно сумме падений напряжения на каждом отдельном резисторе в цепочке. Так можно изготовить резистор на любое напряжение, хоть на 1 МВ.  Весь вопрос в размерах такого резистора.

Ниже изложен мой вариант изготовления высоковольтного резистора.

Прежде чем творить выберем максимальное напряжение, на которое будет рассчитан резистор. В моей конструкции это напряжение составляет  25 кВ. При использовании дешевых углеродистых резисторов мощностью 0,25 Вт, работающих при напряжении до 250 В (по паспорту на резистор), потребуется 100 штук. Сопротивление каждого резистора равно 1 МОм. Таким образом, сопротивление высоковольтного резистора составляет 100 МОм. На фото ниже показаны подготовленные для пайки резисторы.

 

 

 

резисторы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Делаем десять цепочек из десяти последовательно спаянных резисторов.

 

 

цепочка резисторов

 

 

 

 

 

 

 

 

Отдельные цепочки спаиваются так, чтобы получилась одна цепочка из 100 последовательно соединенных резисторов. Изготовленная цепочка запихивается в силиконовую трубку (магазин «Автозапчасти», товар – трубка омывателя переднего стекла автомобиля), и резистор готов. Однако изготовленная «сопля» не есть гуд при работе с высоковольтной техникой. Сопливые конструкции оправданы лишь на этапе проверки идеи. Цепочки резисторов лучше разместить в надежном диэлектрическом корпусе.

Корпус высоковольтного резистора изготовлен из пластин оргстекла толщиной 3 мм. На пластину-основание с помощью дихлорэтанового клея ( можно термоклеем) приклеиваются пластины-бортики, которые образуют канавки. В эти канавки укладываются цепочки резисторов. Уложенные цепочки спаиваются. В разрыв двух цепочек (не важно какой) впаивается индикатор напряжения. В моей конструкции используется индикатор типа ТН-2, но подойдет и любой другой газосветный индикатор (например, из индикаторной отвертки ). На рисунке ниже показана схема конструкции высоковольтного резистора.

 

 

 

Между точками 1 и 2 подключаются электроды конденсатора.

Все канавки с резисторами можно залить эпоксидной смолой, но в этом случае не будет возможности заменить резисторы на другие номиналы. Поэтому резисторы залиты стеарином от бытовой свечки.

 

 

Конструкцию резистора можно дополнить принудительным замыкателем электродов конденсатора, что повысит надежность снятия заряда с обкладок конденсатора. Схема замыкателя приведена на рисунке ниже.

 

 

схема замыкателя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,2 – конечные точки пайки цепочки резисторов

3 – резистор

4 – пластинка жести, вырезанная из консервной банки

5 – пружина

6 – винт М3 типа потай для крепления пластинки жести и электродов замыкателя на пластине оргстекла

7 – электрод замыкателя (гайка-колпак М3)

8 – винт М3, фиксирующий пластинку жести

9 – толкатель электродов замыкателя (пластина оргстекла)

 

После того как блок питания отключен индикатор напряжения будет некоторое время светиться, пока напряжение на индикаторе не снизится ниже порога зажигания разряда в индикаторе. Однако даже при погашенном индикаторе конденсатор будет сохранять некоторый заряд. Только нажав на замыкатель можно полностью разрядить конденсатор.

Кроме функции снятия остаточного заряда замыкатель можно использовать в качестве высоковольтного предохранителя, который будет защищать конденсатор от пробоя. Если выставить расстояние между электродами замыкателя чуть больше расстояния пробоя замыкателя, то при повышении напряжения на электродах конденсатора произойдет пробой воздуха внутри корпуса замыкателя, и дальнейшего роста напряжения не будет.

 

 

замыкатель

 

 

 

 

 

 

Пробой воздуха внутри корпуса замыкателя

 

 

Ниже показано фото замыкателя высоковольтного резистора.

 

замыкатель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

замыкатель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ниже показано фото готового высоковольтного резистора.

 

 

высоковольтный резистор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ниже показано фото подключения высоковольтного резистора к блоку питания. Видно свечение индикатора напряжения.

 

 

высоковольтный резистор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Конструктор сайтов - uCoz