flyerhacker 发表于 2010-7-11 15:19:10

自制马克思发生器用高压产生电路【附详细电路图和参数计算过程，原理解释等，COOL】

20A600V的IGBT，高压包，LC电源滤波，输入电压范围很宽，输出占空比可调，并且还进行分档。IGBT使用400VTVS管，15V压敏电阻，1000V10nF电容保护。40W输出后IGBT竟然还不热，呵呵。

参数完全自己计算，嘿嘿

先查了下高压包的参数，没查到，就自己用LCR表测了下。

1.测出自己绕的初级电感量60uH，再根据匝数和磁芯截面积算出饱和电流9A左右
2.根据计算出的饱和电流和电感值，计算出伏秒数，确定信号频率
3.根据信号频率算出需要的电阻电容值，根据占空比调节范围调节电阻值
4.通过LCR表测出同名端，驱动电路焊好后，成功，再焊上高压包。OK。



【具体设计资料】已完成
【1】高压包电路参数测量与计算.pdfourdev_567248H0LV6M.pdf(文件大小:54K) (原文件名:高压包电路参数测量与计算.pdf)
【2】其他参数设计与计算.pdfourdev_567273P1E6W3.pdf(文件大小:55K) (原文件名:其他参数设计与计算.pdf)
【3】高压包电路.pdf ourdev_567314OWDLFR.pdf(文件大小:49K) (原文件名:高压包电路.pdf)
【4】高压包电路.rar ourdev_567315SB2IFE.rar(文件大小:17K) (原文件名:高压包电路.rar)


http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_30/ourdev_567313WINIXX.jpg
(原文件名:高压包电路.jpg)




【说明】下面的图片并非最新的，新的还没有照

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_30/ourdev_567152KGWMID.JPG
(原文件名:P7110003.JPG)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_30/ourdev_567153Z1SLDJ.JPG
(原文件名:P7110012.JPG)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_30/ourdev_567154YP51KM.JPG
(原文件名:P7110017.JPG)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_30/ourdev_567155DU92LY.JPG
(原文件名:P7110025.JPG)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_30/ourdev_567156REHPGY.JPG
(原文件名:P7110027.JPG)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_30/ourdev_567316VZHRUC.jpg
(原文件名:20100712090.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_30/ourdev_567317QXOL7M.jpg
(原文件名:20100712093.jpg)

allen-green 发表于 2010-7-11 15:20:20

沙发

flyerhacker 发表于 2010-7-11 15:23:14

开关电源没有白学，嘿嘿。完全是靠反激开关电源的实际方法设计的。
参考了网上的图，感觉不完美，他们还要调整，我这个参数计算出，直接焊接就能用，一个器件也没烧

qiufeng 发表于 2010-7-11 15:24:58

没原理图不能给裤子。

flyerhacker 发表于 2010-7-11 15:25:19

电路结构显示分析了下网上的，再自己改的
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_30/ourdev_567159L11FXX.jpg
(原文件名:1_13132346.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_30/ourdev_567160K97ZJ7.jpg
(原文件名:2012303Q7-0.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_30/ourdev_567161B1KMEA.gif
(原文件名:200712261132175254.gif)

pdoca 发表于 2010-7-11 15:26:49

楼主很强~看到高压就恐惧的飘过~

flyerhacker 发表于 2010-7-11 15:28:01

电路图在脑子里，没画。有感兴趣的，我整理下，晚点时间再用PROTEL99画一下。

电路还想加几个功能，现在没空画，想看，先参考上面的。

还动弹的画，我等吧推导过程也可以整理一下。嘿嘿。


想要原理的话就帮忙顶一下。有人关注，也有动力。要不被打击了积极性，也就懒得弄了。

kelos3000 发表于 2010-7-11 15:31:54

sddd

my2009 发表于 2010-7-11 15:34:01

好帖子, 顶一个

307456762 发表于 2010-7-11 15:39:59

看到那个磁蕊上绕的线我就想起学徒的时候师傅要我在高压包上绕几圈 给灯丝加点电压 那时候不知道怎么加 就把高压包整个捆了个结实 用了好多电线现在想起来太搞笑了

shiqiang 发表于 2010-7-11 15:52:30

好帖子, 顶一个

2007 发表于 2010-7-11 16:22:43

感兴趣，DIY一个来电头发。

flyerhacker 发表于 2010-7-11 16:58:55

加了个高压启动电路，还要加个占空比显示电路。

电火花竟然能吧纸给点燃了。呵呵。

Jigsaw 发表于 2010-7-11 17:01:35

楼主，请问高压包的引脚是如何连接的？

l.htlht 发表于 2010-7-11 17:05:07

不错

qiufeng 发表于 2010-7-11 17:16:20

顶！
楼主什么时候搞特斯拉？

nhlijiaming 发表于 2010-7-11 17:30:09

20kv+的电压似乎低了一点...

roseason 发表于 2010-7-11 17:46:16

楼主这个用来电蟑螂是吗？

flyerhacker 发表于 2010-7-11 18:08:52

准备再加个辅助电源，这样输入电压范围就很宽了。哈哈哈

neverlic 发表于 2010-7-11 18:20:56

mark

zq186 发表于 2010-7-11 18:26:34

为什么叫马克思发生器？是不是会去见马克思？？~~~~

longquan 发表于 2010-7-11 19:03:46

加上电容倍压才叫马克思,后天考马哲,现在无比恐慌

mlhorizon 发表于 2010-7-11 21:09:35

马克思不是这样的吧？
下面这个才是
马克思发生器:http://www.izheteng.com/diy/marx_generator_01.html

flyerhacker 发表于 2010-7-11 21:42:58

我知道，电容还没到，先把高压电源搞定。能够30V 2A60W啊

我的输出电流时可调的，也可以输出30V 0.5A一下，也有电弧

一天没吃饭，抄了个西红柿，电路图可能得等到明天再发，挺复杂的。今天也累了

frival 发表于 2010-7-11 22:31:55

支持，我用555加三极管做个升压，变压器是手绕的，次级一千多圈，可惜带不动倍压电路，接了倍压电压反而下去了，变压器也热得厉害，固定用的热融胶都化掉了，现在只能看交流电弧,可以把电木板烧得冒烟。

电路是照着以前论坛上那个-电-棍-的帖子里的，开始用电路图上同型号的MOS管，没多久就被击穿了，换三极管TIP35C倒没坏过，就是发热厉害。

caep1986 发表于 2010-7-12 00:50:05

支持

sunnyhook 发表于 2010-7-12 07:36:37

这根本就不是马克思发生器，原理都不同，楼主悲剧了？

yhyf_heart 发表于 2010-7-12 07:40:18

关注一下。

DSP_2812 发表于 2010-7-12 09:50:12

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关注一下

flyerhacker 发表于 2010-7-12 10:24:43

高压包电路参数测量与计算
F.H. 2010-07-12
1.使用的高压包型号为JF0501-91823A，引脚1-2-9通,3-4-5-6通。具体内部结构没有查到。
2.百度了下【JF0501-91823A】，发现和BSC25-02AW45、BSC25-02AW23、BSC25-3315、BSC25-N0801、BSC25-3806、BSC25-29C、BSC25-N1501、JF0101-85800等通用。
3.百度了下【引脚1-2-9通,3-4-5-6通】，发现海信2588机用BSC25-29C，1-2-9通，3-4-5-6通，1行管，2+B,3B1,4AFC,5地，6灯丝，7ABL,9脚205V。
4.然后利用LCR表，具体确定了下内部结构。【原理：主要靠引脚之间的电阻值判断绕组的连接方式，通过引脚之间的电感确定同名端。】



http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_30/ourdev_567247KG92JI.jpg
(原文件名:截图00.jpg)



5.测出绕组电感值，可以计算出实际扎数：
a．12间电感3.09mH，29间电感24uH，35间电感5.7uH，45间电感68uH，56间电感3.8uH。
b．在电感外部绕了15圈线圈，测电感值为60uH。
c．因为电感值跟扎数的平方成正比，故可以估算出绕组的匝数：12间107匝，29间9匝，35间5匝，45间16匝，56间4匝。
6.计算各扎的饱和电流
根据公式【B=(L*I】/(N*A)<0.3】
其中：B为饱和磁通，对于大部分铁氧体。B等于0.3左右。
L为电感量，I为饱和电流，N为匝数，A为磁芯截面积（测量为126E-6平方米）。
计算结果：12绕组的饱和电流在1.3A左右。而在外部绕的15圈饱和电流在9.5A左右。
7.作为升压使用，12绕组原先是使用110V驱动的，如果使用10V-20V电压驱动，输出电压可能不够。又因为匝数较多，反激时的反激电压可能比较高，容易损坏功率管。12间饱和电流又小，有电感值比较大，驱动起来的频率可能较低。故还是决定使用外部自绕线圈作为初级。
8.计算NE555工作频率：
公式【I=Et/L】
I为电流值，L为电感，Et为伏秒数，Et=Uon * Ton
选择I=9A,L=60uH,Uon=20V,计算出Ton=27uS。f=1/Ton=37KHz。
故，如果使用NE555产生PWM信号时，振荡频率必须大于37KHz，否则电感容易饱和。
9.计算NE555电容电阻
NE555采用占空比0%-100%可调电路。T=0.7(R1+R2)C。
因为购买的是2.2K精密可调电阻，可调电阻两端加电阻，控制占空比输出范围。
目前使用的是ON端用200R//200R//200R，OFF端使用5.1K//1.2K//1.2K。
其中200R和5.1K是长接的，另外的有开关控制选择。
a．看最差的情况：R1+R2=2.2K+200R+5.1K=7.5K。又Ton<27uS。故C<5.1nF。
因为手头上的小于5.1nF的最大值为3.3nF，故选用3.3nF。
计算一下此时的工作频率：f=57KHz>    37KHz还不错。
看来即使最差的的情况下，电感也不会饱和。此时的占空比最大限制为32%.
b．再看看把电阻都接上时，此时最大占空比为80%，其实最大占空比还可以再高些，到95%都可以，只需把OFF端使用5.1K//1.2K//1.2K电阻取小即可。目前先限制80%行了。
此时的工作频率为150KHz < 500KHzNE555最高频率，故是可以的。


总结：
目前为止主要电路参数已经确定，下面要进行具体电路设计与制作。

longquan 发表于 2010-7-12 10:58:48

行变磁芯都有间隙的,不容易饱合

flyerhacker 发表于 2010-7-12 11:17:36

楼上说的很对

flyerhacker 发表于 2010-7-12 11:17:53

其他参数设计与计算

一．主要部件：
1.        NE555产生振荡
2.        高压包
3.        20N60 IGBT功率输出驱动
4.        MC34063辅助电源

二．主要参数和特性
1.NE555用于产生占空比可调的PWM信号，原先想用MC34063或是其他的开关电源芯片作为控制芯片，发现电路不好改，反馈增加麻烦，故还是使用NE555作为调制芯片。
参数：
供电电压4.5V-16V，高输出时比电源低2V左右，低输出时电压0.3V。上升沿下降沿100nS，也就是10M。最高频率500K以上。
5.        20N60 IGBT功率输出驱动
参数：
CE耐压最高600V,电流最大70A,GE最大驱动电压±20V，功耗290W，CE饱和压降1.8V。
开启电压最小4.5V，标准5.5V，最高7V。

三．其他参数确定
1.NE555的供电电压选择9V，此时输出高电平7V刚好是IGBT的开启电压最高值，所以可以保证IGBT完全导通。
2.IGBT的GE段加15V1W的稳压管作为保护，防止GE电压过高烧坏。
有EC耐压600V，选择的400V的TVS管和1600V10nF的电容作为保护。
【注意】
a.此处选择20N60 IGBT可能并不是最合适的，选择MOS管和三极管都可，主要是手头有这个件，所以才使用。感觉耐压200V以上的MOS管更合适一些。
b.如果是自己在外部绕线圈，加个1000V10nF的电容即可，反激的毛刺就没了，400VTVS没有必要加。此处为了保护好IGBT才增加多重保护。
c.IGBT的G集驱动增加一个10欧的电阻，G集对地加10K电阻。10欧为了减小导线电感振荡10K为了防止误导通。
3.NE555的9V电使用一个7809提供，但是7809有2-3V的压降，故要到11-12V时才能稳定。建议使用MC29302等LDO芯片。
4.因为电路开关时会有较强的噪声，所以对供电电源要进行处理一下，我是用的时两个500uH1.5A的电感和4700uF25V的电容做滤波。（25V耐压小了，电路输入30V以上等都能正常工作，手头就这个容值大一些，先凑活着，因为我用的电源也就30V最高）
5.输入端为了防止接反和过流，采用3个0.9A的自恢复保险丝，并接了反向3个M7二极管，防止电源接反。
6.电路因为在9V以下时就无法工作了，主要是因为NE555得不到足够的驱动电压，故又用MC34063做了个辅助电源（升压电路），选择是输出8.5V，与7809的输出端并联。把7809的输入端接了个SS14防止输入输出有压差损坏。
7.又增加了套电路，控制辅助电源在11V左右7809工作起来后关断，否则NE555的电源电压一直跟输入电压一样（高于9V时）。
8.为了安全增加高压包控制电路，利用继电器和指示灯指示状态，并且利用电阻和电容并联，实现上电不管什么状态继电器都不动作，需要重新切换才接通高压电路，比较安全。
9.为了指示输出功率，在NE555的3脚外，用PWM信号控制一个三极管和白色LED用于指示占空比，也就是输出功率。

fool_boy 发表于 2010-7-12 11:26:51

请教楼主：如果人体碰到火花危害大吗？

flyerhacker 发表于 2010-7-12 11:33:36

【34楼】 fool_boy 笨小孩
我试过用焊锡丝做放点端，直接成为锡球了，化掉了。
火花直接用个纸片，着火了。
用镊子作为放点端，头都被烧红了。

想想输出功率能有60W，效率再低，光个电弧的功率就不止10W吧。很过瘾啊，哈哈哈

等到电容到了，整个10级到30级的马克思发生器试试

电弧最少也有20CM

现在光这样就有2，3cm以上的电弧啊

21006091 发表于 2010-7-12 13:06:52

关注!

flyerhacker 发表于 2010-7-12 18:25:35

2万伏2nF电容30个已到 下面可以试试 马克斯发生器了

嘿嘿高压电源特性还不错，马克思效果应该也可以的

eworker 发表于 2010-7-12 21:42:26

回复【35楼】fHimemhacker F.H.
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恐怖

frival 发表于 2010-7-13 23:59:56

回复【37楼】fHimemhacker F.H.
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不明白图中C12是做什么用的，继电器开启之后直接被短路了，参考电路上面电容都是和变压器初级线圈并联的，是不是画错了？

还有：
8.为了安全增加高压包控制电路，利用继电器和指示灯指示状态，并且利用电阻和电容并联，实现上电不管什么状态继电器都不动作，需要重新切换才接通高压电路，比较安全。

如果自锁开关是按下的，上电高压电路也不会工作吗？

看着有意思，我都想做个了，请问楼主高压包是海信电视机里吗？我查了一下好贵啊，都可以抵得上几个煤气点火器了，呵呵。

flyerhacker 发表于 2010-7-14 09:04:08

【39楼】 frival
C12我是为了消除继电器开关时的电火花的

如果自锁开关是按下的，上电高压电路也不会工作吗？
不会，因为上电是，，电容是缓慢充电，瞬态电流不会很小，不会导通继电器。但是启动以后安自锁开关，会有瞬态大电流来启动继电器


高压包我是蹭的，哥们修电视拆下来的。其实什么型号都一样可以。确定一下ABL即可

angle11 发表于 2010-7-14 10:01:19

cool!!!

me18923 发表于 2010-7-15 23:56:07

cool too

li0713 发表于 2010-12-11 19:01:51

不错，学习了！！

gloryzkl 发表于 2011-2-15 00:37:07

猛……

espflykite 发表于 2011-2-15 09:09:08

厉害...

sunnyhook 发表于 2011-2-15 12:49:25

人呢,很期待来张完工后的照片啊`

au730 发表于 2011-2-15 13:40:40

mark

snakevip 发表于 2011-2-24 23:47:01

高级灭蚊灯？

cuison 发表于 2011-2-25 00:38:54

mark 一下，好玩。

695223183 发表于 2011-5-13 21:50:08

引用图片【楼主位】fHimemhacker F.H.
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http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_30/ourdev_567313WINIXX.jpg
(原文件名:高压包电路.jpg)

hyue928 发表于 2011-8-9 22:08:14

ding

brahen 发表于 2011-8-9 23:25:19

mark！

xooogo 发表于 2011-8-10 09:35:11

马克马克，嘿嘿

__dengding 发表于 2011-8-11 13:18:56

绕电感。~~ 求这一方面的经验~~~~！！！电感芯的选择，铜线的大小，以及圈数的计算！！！电感大小怎么计算出来的？？？？

__dengding 发表于 2011-8-11 13:23:52

回复【9楼】307456762
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哥们。电感自己绕的时候有什么经验么？？　可以交流下下不？？？　　加下ＱＱ　３８９１０４７２４　　　　其他的高手们，如果看到这个帖子也请加加。。。很想要这方面的经验。我准备电子设计竞赛，就是９月１号。。我们准备做电源类的题目。电感的选择很重要，希望大家多多给点支持啊～～！！　多给点工程上面经验～～～

FlashNuk 发表于 2011-8-20 12:11:13

请教一下楼主，缘何采用反激式变压器设计方式？

jade1988 发表于 2011-12-25 19:34:05

hao

liushiming82 发表于 2015-8-24 18:11:28

555芯片，怎么在5V下算的频率，怎么和12V下的不一样呀

adslmorisong 发表于 2015-8-26 15:10:41

好，不过还没有用到
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