Evgeny  |
Отправлено: 23 Апреля, 2006 - 19:01:28 
|
Администратор
Сообщений всего: 2395
Дата рег-ции: Нояб. 2005
Откуда: Псков
|
Полную принципиальную схему пистолета "Псков 1100" можно взять здесь:
http://www.coilgun.ru/vcircuit.gif
Описание:
Преобразователь напряжения является обычным однотактным обратноходовым преобразователем с возбуждением от внешнего генератора. Напомню основную изюминку обратноходового преобразования: в такой схеме напряжение на выходе не зависит от коэффициента трансформации.
Зато коэффициент трансформации влияет на импульсное напряжение в первичной обмотке, трансформируемое из вторичной в обратную сторону, так что не применяйте трансформаторов со слишком маленьким коэффициентом, иначе в первичной цепи будет слишком большое импульсное напряжение.
Короткие коммутационные выбросы напряжения, возникающие при закрытии транзистора, необходимо подавлять ограничительными цепями. Мощность, выделяемая на элементах этих цепей тратится напрасно. В моей схеме часть мощности из ограничительной цепи D1, C6, R3 отбирается для питания микросхемы A1 задающего генератора. Так, преобразователь запускается при питании напряжением около 6 Вольт и далее напряжение питания микросхемы устанавливается около 15 Вольт, что необходимо для быстрого запирания и отпирания ключа на полевом транзисторе Q1. Превышение напряжения питания микросхемы над напряжением аккумуляторной батареи ограничивается стабилитроном D2. Такое схемное решение немного увеличивает КПД преобразователя и допускает использование сравнительно низковольтной аккумуляторной батареи.
Применение задающего генератора в отличии от автогенераторных схем позволяет получить стабильный ток потребления (мощность) вне зависимости от степени заряда высоковольтных конденсаторов. Такое решение уменьшает время заряда конденсаторов в сравнении с автогенератором.
По 4 выводу микросхемы A1 преобразователь выключается при достижении напряжения на конденсаторах 800 Вольт. По 5 выводу микросхемы происходит управление частотой преобразования. При разряде аккумуляторов ниже нормы, частота преобразователя возрастает в 3 раза, что приводит к уменьшению потребляемой мощности. Такое решение способствует щадящему режиму работы аккумуляторов, снижая потребляемую мощность по мере разряда батареи.
Транзистор преобразователя установлен на небольшом радиаторе, а на выод затвора одета ферритовая бусинка.
Блок управления целиком выполнен на транзисторах без использования микросхем. Схемотехнические решения блока управления относятся к специальным и являются чрезвычайно надежными. Блок управления не чувствителен к помехам по цепям питания, что позволяет не применять больших фильтрующих емкостей или стабилизаторов в условиях совместного питания блока управления и преобразователя напряжения от одного источника питания. Вообще преобразователь, потребляя постоянный ток около 2 ампер (ток потребляется импульсами амплитудой около 7 ампер), наводит сильные помехи по цепи питания.
За напряжением на конденсаторах следит неоновая лампа. Основной ее недостаток - большой гистерезис - преодолен путем использования резистора R5 с большим сопротивлением и цепочки R6,R7,C9. Когда лампа зажглась, ток, походящий через нее, "подсаживает" напряжение на лампе почти до значения ее выключения. Небольшое дополнительное снижение контролируемого напряжения сразу вызовет выключение лампы и возобновление работы преобразователя. В отлаженной схеме преобразователь включается на короткое время примерно каждые 5 секунд, поддерживая напряжение на конденсаторах близко к 800 Вольтам. При каждом включении преобразователя светодиод D6 гаснет и загорается при достижении полного заряда на конденсаторах.
На транзисторах Q3, Q4 выполнена схема контроля питания. При снижении напряжения питания до 6 Вольт загорается красный светодиод D7, а преобразователь напряжения переводится в режим пониженной мощности. При этом, ток потребляемый преобразователем снижается, а напряжение на аккумуляторах несколько увеличивается, что приводит к переключению преобразователя в первоначальный режим нормальной мощности.
Таким образом, при почти разряженных аккумуляторах, светодиод D7 мигает примерно раз в две секунды, а преобразователь попеременно работает то на полной мощности, то на пониженной. По мере дальнейшего разряда аккумуляторной батареи, преобразователь все большее время будет в режиме малой мощности, пока окончательно не перейдет полностью в этот режим. При этом светодиод D7 будет постоянно включен, что говорит о необходимости провести заряд аккумуляторов. В этот момент можно провести еще один-два выстрела, но время между ними будет около минуты вместо обычных 22-25 секунд, да и аккумуляторам глубокий разряд не на пользу.
На транзисторе Q5 собран генератор тока для лазерного диода D10. Токозадающим элементом является светодиод D9, одновременно выполняющий функцию индикатора питания.
Наличие боеприпасов индицирует светодиод D11, управляемый обычным контактным датчиком.
Дополнительно еще раз отмечу очень высокую устойчивость предложенной схемы ко всяким ложным срабатываниям, помехам и прочим неблагоприятным факторам.
Импульсный трансформатор выполнен из обычного малогабаритного дросселя, на который одета изолирующая трубка и поверх намотана еще одна обмотка.
Датчик положения пули - ферритовый стержень диаметром 2,5 мм длиной 10 мм на который намотано 3 слоя провода диаметром 0,1 мм. Датчик надо правильно сфазировать (поменять концы местами, если не работает).
Обмотка соленоида содержит 310-320 витков, намотанных двумя сложенными вместе проводами диаметром 0,6мм (можно использовать один провод 0,85мм диаметром - без разницы). Обмотка во время работы нагревается, потому лучше использовать для изоляции и для каркаса теплостойкие материалы: стеклотекстолит, эпоксидная смола, фторопласт.
Трансформатор преобразователя выполнен на сердечнике Ч26 из феррита М2000НМ с зазором 0,1мм. Первичная обмотка содержит 10 витков провода 0,6мм. Вторичная 400 витков провода 0,15мм.
Для повышения КПД преобразователя можно между выходом таймера NE555 (КР1006ВИ1) и затвором полевого транзистора IFRZ44N добавить составной эмиттерный повторитель на транзисторах КТ3102 и КТ3107, как показано на рисунке красным цветом. В этом случае можно обойтись без радиатора для полевого транзистора, и лучше тогда поставить IFRZ48N.
Для отладки всего устройства потребуется запоминающий осциллограф.
Пожалуйста, будте внимательны при работе с высоким напряжением. Энергии в заряженных конденсаторах достаточно для того, чтобы убить электрическим током при неосторожном обращении.
(C) Evgenij Vasiljev, June 2003.
Прикреплено изображение
-----
Евгений В. |
| |
|
| Evgeny |
Отправлено: 23 Апреля, 2006 - 19:23:52
|
Администратор
Сообщений всего: 2395
Дата рег-ции: Нояб. 2005
Откуда: Псков
|
Импульс индуктивного датчика откроет дополнительный тиристор и к катушке подключиться дополнительный конденсатор, пока еще полностью заряженный. Дополнительный конденсатор имеет маленькую емкость, поэтому он очень быстро разрядится. Но за время его разряда успевает закрыться основной тиристор, так как к нему прикладывается разница напряжений между уже почти разряженным основным конденсатором и только начинающим разряжаться дополнительным конденсатором. Не каждый тиристор пригоден для работы в схеме V-switch. Смотрите справочные данные для выбора тиристора с малым значением времени закрытия. Я использую тиристоры с временем закрытия менее 0,07 мс. Это неплохое значение для мощного тиристора. Тиристоры имеющие время закрытия от 0,1 мс и более непригодны для использования в схеме V-switch.
Итак, основной тиристор успел закрыться, а дополнительный тиристор открыт и маленький дополнительный конденсатор стремительно разряжается. Быстро прекращающийся ток в катушке вызывает обратный заряд дополнительного конденсатора отрицательным напряжением до значения -1000 Вольт и даже до -1200 Вольт. Отрицательное напряжение может быть еще выше, но оно слегка ограничивается от действия защитного диода, который подключен параллельно катушке. Последовательно диоду подключен резистор 15R 2W. Диод мешает работе V-switch, но без него выброс отрицательного напряжения будет слишком высоким. Резистор 15R - это компромисс. Естественно, допустимое обратное напряжение обоих тиристоров должно в этом случае превышать 1200 Вольт.
Теперь в работе V-switch наступает самый драматичный момент: конденсатор, рассчитанный на положительное напряжение +800 Вольт заряжен отрицательным напряжением -1200 Вольт. Если в этот момент ничего не предпринять, то вы станете счастливым свидетелем взрыва электролитического конденсатора. Я не видел такого взрыва, но говорят, что это очень впечатляет.
Конденсатор не взрывается по двум причинам: во-первых, он сразу же начинает довольно быстро разряжаться через резистор 300R 1W. Во вторых, до момента критического импульса конденсатор длительно был заряжен до +800 Вольт, и электролитическая защитная пленка на его обкладках приобрела достаточную электрическую прочность. Далее DC/DC преобразователь вновь заряжает оба конденсатора до +800 Вольт и V-switch готов к следующему выстрелу.
Прикреплено изображение
-----
Евгений В. |
| |
|
|
www.FoAr.ru - ФОрум АРсенала » Открытый раздел » Собранные ускорители (Модератор: нет)
Без описания
