плазменный коагулятор - вапоризатор.

[Black Tark]

ПОМОГИИИИТЕЕЕЕЕЕЕЕ!!!
Люди! Очень нужен умный совет. Я собираю медицинский прибор (для ветеринарии). В основе там высоковольтный преобразователь, который дает разряд, который предполагается использовать для коагуляции (заваривания кровеносных сосудов при операции) и для выжигания мелких опухолей.
Переменный ток при частоте где-то 20-100 Кгц дает странный тип разряда, нечто среднее между коронным и дуговым. Выглядит он как непрерывно горящий тусклый шнурок плазмы длиной 1-8 см (смотря какое напряжение). Как называется такой разряд я не знаю.
Что очень интересно, если один вывод катушки заземлить, то дуга со второго вывода вспыхивает на любой предмет обладающий маломальской собственной емкостью, независимо от того, заземлен тот или нет. Например, дуга вспыхивала на кусочек мяса на диэлектрической подложке, причем его можно было полностью испарить. Даже когда провод просто висит в воздухе, его конец отчетливо светиться. (По моему передача энергии по одному проводу получалась у Тесла.) В радиусе трех – четырех метров от установки в руке ярко светиться неоновая лампочка. Причем, когда прибор включен током бьет от всего что есть в доме. (Даже соседи приходили и спрашивали, почему их от чайной ложке в стакане током бьет ;-)

Прибор был собран как обычный двухтактный преобразователь. Управление на TL494. Выход с нее идет на повторители на комплиментарных транзисторах (один заряжает затвор, другой разряжает.) В плечах стояло по 2 IRFZ44. Естественно с защитными диодами и на радиаторе. Питание раздельное. Все, что управляет затворами от 15В, а стоки с катушкой от 24В.
Трансформатор был взят строчный. На каждую сторону было надето по выходной катушке. Они были соединены последовательно. Один крайний выход заземлялся, на другом возникало напряжение. Первичка (2 X 5 витков) была намотана сбоку.
Теперь собственно сама проблема. Почему трансформатор так странно работает? Когда я делал преобразователь на 220 на ферритовом кольце с той же частотой, он работал правильно. Т.е. без нагрузки ток не потре***лся, никаких резонансных явлений не было. Здесь же явно наблюдается резонанс. При произвольной частоте (диапазон 15-50 Кгц) ток на холостом ходу 10-15 Ампер (и это при 24 вольтах!!!). На какой то определенной частоте появляется ярко выраженный минимум холостого тока, причем резонансная частота сильно зависит от длины провода (высоковольтного, со щупом), и качества заземления. Как будто емкость провода (пикофарады!) образует с катушками высокодобротный колебательный контур. Но и при резонансе ток без нагрузки не меньше 2х ампер!!! ПОЧЕМУ??? ??? ??? Никаких короткозамкнутых витков и пробоев нет. Почему-то выходное напряжение повышается если между половинками магнитопровода вложить прокладки из картона, так чтобы был зазор. Тоже странно. Ведь магнитопровод вроде должен быть замкнут. От зазоров только утечки. Как сделать чтоб трансформатор нормально работал?

В общем я совсем запутался. Итак.
1. Как мне добиться напряжения 50-100КV при частоте 20-100 Кгц и мощности 100-200 Вт.? Почему мой ВЧ-трансформатор так странно себя ведет??? Может попробовать другую схему? (Я уже делал на простейшем блокинг-генераторе. Получилось еще хуже. Мизерная мощность, нестабильность, и практически невозможно настроить)
2. Почему вовсю летят транзюки? По справочнику у IRFZ44 U до 60 В :I до 45 А. У меня 24В 10 А. Т.е. запас трехкратный. А сгорело их уже килограмм сорок ;-(
Помогите!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

[RA3XCQ]

У меня такое предположение, что строчный трансформатор шизит. В смысле, его изоляция не держит 100 kV и оттуда все чудеса. Попробуйте четыре отдельных трансформатора, последовательно.

[RZ3ASM]

Black Tark, здравствуйте.
На первый вопрос о киловольтах сразу ответить трудно, нужно экспериментировать.
По второму вопросу дело обстоит ,похоже, так.
При отсутствии немагнитного зазора сердечник трансформатора входит в насыщение. При этом резко падает магнитная проницаемость сердечника и индуктивность обмотки. Энергия магнитного поля при этом "сбрасывается" частично в нагрузку, частично обратно в силовой ключ. Таким образом,первичка оказывается закороченной через открытый канал полевика и источник питания. Отсюда - большие сквозные токи и аварийный режим. Т.е. переключение транзисторов должно происходить раньше,чем наступит насыщение сердечника. Два пути борьбы - введение немагнигтного зазора или увеличение числа витков первички. Так что ничего удивительного в том,что зазор улучшает работу преобразователя .
С УВАЖЕНИЕМ
Александр.

[kurbani]

Получить десятки киловольт на трансформаторе довольно проблематично. Советую воспользоваться принципом, применяемым в строчных рвзвертках TV: на моточном изделии (трансформаторе, катушке) получить напряжение до 3 - 4 kV, а до нужной величины добрать с помощью умножителя напряжения. Желаю успеха. Курбан.

[RZ3ASM]

И еще один момент.
Larry 158 правильно заметил, что нужно использовать несколько трансов. Удержать напряжение 100кВ на одном трансе, особенно при незалитой конструкции будет проблематично. Возможно применение нескольких силовых ключей, работающих каждый на свой трансформатор при синхронной раскачке.
Успехов!

[Black Tark]

Спасибо за ответы!!! Во первых позвольте ИСКРЕННЕ сказать спасибо за отзывчивость. Извините, что так много вопросов. Меньше не получается.

Получив пищу для размышлений, я бы хотел продолжить дискуссию. Хотя трансформатор у меня НЕ прошивает (при такой подводимой мощности вспыхнувшая внутри дуга бы его расплавила) идея разбить его на несколько очень интересна. Но я не совсем понял, как мне его разбить. Если на четыре как предлагает Larry 158, то не совсем понятно нужно ли четыре отдельных магнитопровода. На один магнитопровод от строчника у меня одето ДВЕ катушки последовательно. Значит если взять два магнитопровода и четыре катушки, получиться ли то, что нужно? Кстати, после сборки я все же хочу залить транс, только не знаю чем. Думаю, парафин или гудрон подойдет.
К сожалению использовать умножитель как предлагает Kurbani я не могу. Во первых передача энергии по одному проводу получается только при переменном токе, а во вторых, переменный ток при 20 КГц и выше только нагревает мышцы, а постоянный вызывает их спазм, и в результате получается не испаритель, а электрошок.
Предложение Александра полностью поддерживаю, тем более, что драйвер легко раскачает четыре независимых полевика (по два в каждый трансформатор). Сейчас проверить не могу, т.к. нет денег на детали, а прибор сгорел окончательно. Буду собирать новый, обязательно учту. (У кого лишние детали, просуньте в телефон, я у себя вытащу :-)
Не понял, каким образом немагнитный зазор уменьшает насыщение. Объясните, пожалуйста, зависимость. Кстати насчет насыщения. Витков я добавлял вплоть до 30 в плечо. Еще хуже. Остановился на 5 в плечо. Все равно на холостом ходу ток не меньше 2х ампер.
Насчет транзюков. Уточните кто-нибудь, что их убивает, напряжение или ток? Надо увеличивать запас по току, или искать более высоковольтные? Если напряжение, то откуда? Выбросы с первички?

И самое главное. Я так и не понял, откуда у меня ярко выраженный резонанс? Я предполагаю, что при таком напряжении провод в своей емкости запасает значительное кол-во кулонов, которые составляют большой процент мощности, и много уходит на нерезонансную перезарядку провода. Как с этим бороться? В резонанс я подстраивал вручную. Витков первички пробовал добавлять-убавлять. Холостой ток О-ГРО-МНЫЙ! Пусть будет ручка настройки резонанса, мне его перед работой настроить не трудно, главное, чтобы ток убавлялся.

И последнее. Как управлять шириной импульсов в TL494? Во всех схемах подают напряжение на один из компараторов, которые почему-то называются усилителями ошибки. У меня они так и работали: были ошибки маленькие – стали большие :-(
По очереди открывать транзисторы (как мультивибратор) она смогла, а вот ШИМ-управления что – то не дает. По идее при подаче напряжения на компаратор микруха должна плавно сужать ширину импульсов, у меня же она до определенной точки не реагирует, а потом резко выключается. При подаче напряжения на другие управляющие входы она вообще начинает выдавать нечто ультрамаразматичное. Из – за этого я не могу уменьшить выходную мощность, хотя она обязательно должна регулироваться.
Может мне попалась кривая микросхема?

С большим уважением ко всем участникам конференции!

[RA3XCQ]

По трансформаторам. Я имел ввиду именно несколько отдельных трансформаторов с разными магнитопроводами. Чтобы как-то в пространстве разнести напряжения, действующие на каждом из них. Но если не прошивает, тогда в этом смысла нет.

[вфт_лщ]

Black Tark , Зачем Вам 100КВ для коагулятора!!!!!!!
Вы что , собираетесь лечить пациентов с нескольких метров?
Прижигающий эффект ВЧ начинает проявляться с напряжения в десяток-другой вольт. Это помнит каждый бывший радиохулиган. 100КВ при такой частоте нереальная величина, это действительно похоже на опыты Теслы.
Только трансформатор у него был размером несколько метров.
ИМХО Вы ошиблись на пару порядков.
Удивительно как эта штука не сгорела сразу-же.
Что касается 494 , микросхема работает правильно, регулироваться ширина будет только при наличии обратной связи.

[Black Tark]

Еще раз здравствуйте! Извините, что долго не писал.

С напряжением я, кажется, не сильно ошибся. Просто вы, возможно, говорите про другие явления уже из области радиочастот. Да, там прижигающий эфффект возникает быстро. (Помню собирал уселок для ALAN-100, на 2Т930. Он не работал совершенно, видно я напутал с согласованием, зато при прикосновениии к выходными цепям, было ощущение, что держишся за паяльник.) Здесь у меня частота всего килогерц тридцать. Напряжение я определяю по длине пробоя воздуха. ИМХО 1мм – 1Кв. У меня была дуга до 80 Мм. Значит, я так думаю, у меня киловольт восемдесят. Мне примерно столько и надо, т.к. испарение ткани должно происходить бесконтактно, на расстоянии, иначе электрод загадиться продуктами испарения, и процесс не пойдет. К тому же у дуги есть замечательное свойство. Она развивает дикую температуру в той точке, куда попадает, и естесственно, на большой мощности испаряет там лишнюю ткань, а на малой заваривает кровеносные сосуды. В то же время окружающие слои ткани нагреваються незначительно, и практически не разрушаються. Для сравнения, при коагуляции, скажем паяльником, или раскаленной спиралью получаются глубокие ожоги, а испарение патологической ткани так вообще невозможно. (Кстати, медицинский коагулятор представляет из себя как раз паяльник, так что, ИМХО я изобрел неплохую технологию.)

Кстати очень прошу уважаемых участников конференции подробно объяснить, как правильно применять микросхему ТЛ494. Насколько я понимаю, она работает так: Два компаратора сравнивают управляющие сигналы, и выдают на третий управляющие напряжение. Кажеться, результирующим являеться максимальное, на данный момент. Третий сравнивает пилу задающего генератора с управляющим напряжением, и когда сигнал генератора превысит его, отрывается один из выходных транзисторов. То есть, чем больше напряжение на одном из компараторов, тем уже импульсы и меньще мощность. Вроде все просто и логично. Исходя из этого, казалось бы обратная связь не обязательна, и ширину импульсов можно регулировать буквально переменным резистором. Кстати в реальных схемах вроде так и было. От трансформатора отбиралось напряжение, которое выпрямлялось, сглаживалось и шло на компаратор. ИМХО если оно все равно выпрямлялось, то его не обязательно снимать с трансформатора, а можно с переменного резистора включенного между землей и выходом встроенного стабилизатора микросхемы. Стабилизации тогда конечно не будет, но ШИМ регуляция мощности будет все равно.
У меня же микросхема вела себя совсем не так. При подачи регулируемого напряжения на компаратор (который усилитель ошибки (хотел бы я знать, причем здесь ощибки, и зачем их усиливать)) микросхема сначала никак не реагировала, а затем резко отключалась. То есть работала не как ШИМ, а практически как мультивибратор.
Видимо все же я пока еще чайник. :-C ПОЖАЛУЙСТА подробно объясните, как правильно включить микросхему. Может быть правда без обратной связи она не работает. Собирал я вроде по схеме. Промотр материала из интернета ничего не дал, т.к. судя по материалу у меня все вроде правильно. Может быть ей нужны где то в обратке именно выходные ИМПУЛЬСЫ с тр-ра которые она с чем то сравнивает. В общем пишите, кому это понятно.

С большим уважением.

З.Ы. Кому интересно как выглядит мой разряд, который и на дугу то не похож можете быстро собрать мою первую схему. На магнитопровод от строчника одевается катушка от него же. Та, что залитая, с двума выходами. Наматывается блокинг генератор. Первичка – витков пять, катушка связи вообще витка три. (у меня лучше всего работало так, но вообще это расчитывать надо.) Транзистор типа 819 на радиаторе. Кондер от 10 Нф До 1 Мкф. Это подбирать надо. Ориентируйтесь на 200-300Нф. Смещение около 200ом. Подайте вольт 18 или больше. Схема делается за 10 минут, так что можно собрать и просто для интереса.
Если все правильно то при сближении контактов выходной катушки воздух пробъеться и вы увидите длинный, бледно – фиолетовый, непрерывно горящий разряд. Кстати, если кто знает, что это – пишите. Я перерыл все справочники по физике, но такого не нашел. Самое близкое – дуга, но и дугу не слишком похоже.
Теперь самое интересное. Добавьте напряжение. Дайте так вольт 36. Заземлите один конец катушки. Советую не забыть отключить блокинг. Теперь включайте! Если все хорошо работает, то незаземленный конец засветиться, а при приближении к нему любого предмета будет гореть разряд. А теперь подключите к незаземленному выходу провод с то-о-о-олстой изоляцией, положите на изолятор кусок чего нибудь органического, и поднесите к этому чему нибудь провод. Вспыхнет разряд, причем выделяющейся при этом энергии хватит чтобы это что-то испарить. Обратите внимание, что энергия передается по ОДНОМУ проводу на изолированный объект, что противоречит классической электротехнике, хотя в принципе объяснимо с позиций неклассической. Вот вам и Тесла. Он делал примерно тоже, только наоборот. Вместо рабочего провода у него была земля, а вместо земли металлический шар. Соответственно энергия передавалась через землю на любое расстояние.
З.З.Ы. Сразу говорю – у меня блокинг работал плохо, поэтому я от него отказался. ИМХО для опытов он пригоден, а для практического применения надо то, что я сейчас делаю, т.е. преобразователь с шимом.

[сема]

чтобы определить выходное напряжение, надо измерить коэффициент трансформации на пониженной частоте и входном напряжении. Резонанс там обязательно присутствует. Мощность в 200 ват вы не получите из-за больших полей и индуктивности рассеивания. Нужна специальная конструкция.