Ремонт строчной развертки телевизоров "Second Hand". Простое устройство получения высокого напряжения В. сильченко, с. викулово, тюменская обл

Устройство входит в число высоковольтных игрушек с применением интегрального таймера 555. Достаточно интересная работа девайса может вызвать особый интерес не только среди радиолюбителей. Такой высоковольтный генератор очень прост в изготовлении и не нуждается в дополнительной настройке.
Основа - генератор прямоугольных импульсов построенный на микросхеме 555. В схеме также применен силовой ключ, в роли которого N-канальный полевой транзистор IRL3705.

В этой статье будет рассмотрена детальная конструкция с подробным описанием всех используемых компонентов.
Активных компонентов в схеме всего два - таймер и транзистор, ниже распиновка выводов таймера.

Думаю, никаких затруднений с выводами не будет.

Силовой транзистор имеет следующую цоколевку.

Схема не новинка, ее давно используют в самодельных конструкциях где есть необходимость получения повышенного напряжения (электрошоковые устройства, гаусс-пушки и т.п.).

Аудио-сигнал подается на вывод контроля микросхемы через пленочный конденсатор (можно и керамический), емкость которого желательно подобрать опытным путем.

Хочу сказать, что устройство работает и достаточно хорошо, но не советуется включать на долгое время поскольку схема не имеет дополнительного драйвера для усиления выходного сигнала микросхемы, поэтому последняя может перегреться.

Если уж решили сделать такое устройство в качестве сувенира, то стоит использовать схему ниже.

Такая схема уже может работать в течении долгого времени.

В ней таймер питается от пониженного напряжения, этим обеспечивается долговременная работа без перегревов, а драйвер снимает перегруз с микросхемы. Этот преобразователь отличный вариант, хотя компонентов на порядок больше. В драйвере можно использовать буквально любые комплементарные пары малой и средней мощности, начиная от КТ316/361 заканчивая КТ814/815 или КТ816/817.

Схема может работать и от пониженного напряжения 6-9 вольт. В моем случае установка питается от аккумулятора бесперебойника (12 Вольт 7А/ч).

Трансформатор - использован готовый. Если установка собирается для показов, то стоит мотать высоковольтный трансформатор самому. Это резко уменьшит размеры установки. В нашем случае был использован строчный трансформатор типаТВС-110ПЦ15. Ниже представляю намоточные данные используемого строчного трансформатора.

Обмотка 3-4 4витка (сопротивление обмотки 0,1 Ом)
Обмотка 4-5 8витков (сопротивление обмотки 0,1 Ом
Обмотка 9-10 16витков (сопротивление обмотки 0,2 Ом)
Обмотка 9-11 45витков (сопротивление обмотки 0,4 Ом)
Обмотка 11-12 100витков (сопротивление обмотки 1,2 Ом)
Обмотка 14-15 1080витков (сопротивление обмотки 110-112 Ом)

Без подачи сигнала на вывод контроля таймера, схема будет работать как повышающий преобразователь напряжения.
Штатные обмотки строчного трансформатора не позволяют получать длинную дугу на выходе, именно в связи с этим можно мотать свою обмотку. Она мотается на свободной стороне сердечника и содержит 5-10 витков провода 0,8-1,2мм. Ниже смотрим расположение выводов строчного трансформатора.

Самый оптимальный вариант - использование обмоток 9 и 10, хотя проводились опыты и с другими обмотками, но с этими результат очевидно лучше.
В ролике, к сожалению не хорошо слышны слова, но в реале их можно четко слышать. Такой "дуговый" громкоговоритель имеет ничтожный КПД, который не превышает 1-3%, поэтому такой метод воспроизведения звука не нашел широкого применения и демонстрируется в пределах школьных лабораторий.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
	Программируемый таймер и осциллятор	NE555	1			В блокнот
	Линейный регулятор	UA7808	1			В блокнот
T1	MOSFET-транзистор	AUIRL3705N	1			В блокнот
VT1	Биполярный транзистор	КТ3102	1			В блокнот
VT2	Биполярный транзистор	КТ3107А	1			В блокнот
С1	Конденсатор	2.2 нФ х 50В	1	Керамический		В блокнот
С2	Конденсатор	100 нФ х 63В	1	Пленочный		В блокнот
R1	Резистор	1 кОм	1	0.25 Вт		В блокнот
R2	Резистор

Сейчас очень часто можно найти на помойке устаревшие кинескопные телевизоры, с развитием технологий они стаи не актуальны, поэтому теперь от них в основном избавляются. Пожалуй, каждый видел на задней стенке такого телевизора надпись в духе «Высокое напряжение. Не открывать». И висит она там не с проста, ведь в каждом телевизоре с кинескопом имеется весьма занятная вещица, называемая ТДКС. Аббревиатура расшифровывается как «трансформатор диодно-каскадный строчный», в телевизоре он служит, в первую очередь, для формирования высокого напряжения для питания кинескопа. На выходе такого трансформатора можно получить постоянное напряжение величиной аж 15-20 кВ. Переменное напряжение с высоковольтной катушки в таком трансформаторе увеличивается и выпрямляется с помощью встроенного диодно-конденсаторного умножителя.
Выглядят трансформаторы ТДКС вот так:

Толстый красный провод, отходящий от верхушки трансформатора, как не трудно догадаться, и предназначен для снятия с него высокого напряжения. Для того, чтобы запустить такой трансформатор, необходимо намотать на него свою первичную обмотку и собрать не сложную схему, которая зовётся ZVS-драйвером.

Схема

Схема представлена ниже:

Эта же схема в другом графическом представлении:

Несколько слов о схеме. Ключевое её звено – полевые транзисторы IRF250, сюда хорошо подойдут так же IRF260. Вместо них можно ставить и другие аналогичные полевые транзисторы, но лучше всего в этой схеме себя зарекомендовали именно эти. Между затвором каждого из транзисторов и минусом схемы устанавливаются стабилитроны на напряжение 12-18 вольт, я поставил стабилитроны BZV85-C15, на 15 вольт. Также к каждому из затворов подключаются ультрабыстрые диоды, например, UF4007 или HER108. Между стоками транзисторов подключается конденсатор 0,68 мкФ на напряжение не меньше 250 вольт. Его ёмкость не так критична, можно спокойно ставить конденсаторы в диапазоне 0,5-1 мкФ. Через этот конденсатор протекают довольно значительные токи, поэтому возможен его нагрев. Желательно поставить несколько конденсаторов параллельно, либо же взять конденсатор на большее напряжение, 400-600 вольт. На схеме присутствует дроссель, номинал которого также не сильно критичен и может находиться в пределах 47 – 200 мкГн. Можно намотать 30-40 витков провода на ферритовом колечке, работать будет в любом случае.

Изготовление

Если дроссель сильно нагревается, значит следует убавить количество витков, либо взять провод сечением потолще. Главное преимущество схемы – большой КПД, ведь транзисторы в ней почти не нагреваются, но, тем не менее, их стоит установить на небольшой радиатор, для надёжности. При установке обоих транзисторов на общий радиатор обязательно нужно использовать теплопроводящую изолирующую прокладку, т.к. металлическая спинка транзистора соединена с его стоком. Напряжение питания схемы лежит в пределах 12 – 36 вольт, при напряжении в 12 вольт на холостом ходе схема потребляет примерно 300 мА, при горящей дуге ток повышается до 3-4 ампер. Чем больше напряжение питания, тем большее напряжение будет на выходе трансформатора.
Если внимательно присмотреться к трансформатору, то можно увидеть зазор между его корпусом и ферритовым сердечником примерно 2-5 мм. На сам сердечник нужно намотать 10-12 витков провода, желательно медного. Наматывать провод можно в любую сторону. Чем больше сечение провода, тем лучше, однако провод слишком большого сечения может не пройти в зазор. Также можно использовать эмалированную медную проволоку, она пролезет даже в самый узкий зазор. Затем необходимо сделать отвод от середины этой обмотки, оголив проводов в нужном месте, как показано на фото:

Можно намотать в одну сторону две обмотки по 5-6 витков и соединить их, в этом случае также получается отвод от середины.
При включении схемы электрическая дуга будет возникать между высоковольтным выводом трансформатора (толстый красный провод наверху) и его минусом. Минус – это одна из ножек. Определить нужную минусовую ножку можно достаточно просто, если поочерёдно подносить «+» к каждой ножке. Воздух пробивается на расстоянии 1 – 2.5 см, поэтому между нужной ножкой и плюсом сразу возникнет плазменная дуга.
Можно использовать такой высоковольтный трансформатор для создания другого интересного устройства – лестницы Иакова. Достаточно расположить два прямых электрода буквой «V», к одному подключить плюс, к другому минус. Разряд возникнет внизу, начнёт ползти вверх, наверху разорвётся и цикл повторится.
Скачать плату можно тут:

(cкачиваний: 581)

Рассматриваемое устройство вырабатывает электрические разряды с напряжением порядка 30кВ, поэтому просим соблюдать предельную осторожность во время сборки, монтажа и дальнейшего использования. Даже после отключения схемы, в умножителе напряжения остается часть напряжения.

Конечно, это напряжение не смертельно, но вот включенный умножитель может представлять опасность для вашей жизни. Соблюдайте все меры по безопасности.

А теперь ближе к делу. Для получения разрядов высокого потенциала использованы компоненты из строчной развертки советского телевизора. Хотелось создать простой и мощный высоковольтный генератор с питанием от сети 220 вольт. Такой генератор был нужен для опытов, которые я ставлю регулярно. Мощность генератора достаточно высокая, на выходе умножителя разряды достигаю-т до 5-7см,

Для питания строчного трансформатора был использован балласт ЛДС, который продавался отдельно и стоил 2$.

Такой балласт предназначен для питания двух ламп дневного освещения, каждая на 40 ватт. Для каждого канала из платы выходят 4 провода, два из которых назовем "горячими", поскольку именно по ним течет высокое напряжение для питания лампы. Остальные два провода подключены между собой конденсатором, это нужно для пуска лампы. На выходе балласта образуется высокое напряжение с большой частотой, которое нужно подать на строчный трансформатор. Напряжение подается последовательно через конденсатор, иначе балласт сгорит за несколько секунд.

Конденсатор подбираем с напряжением 100-1500 вольт, емкость от 1000 до 6800пФ.
Не советуется включать генератор на долгое время или же следует установить транзисторы на теплоотводы, поскольку после 5 секундной работы уже наблюдается повышение температуры.

Строчный трансформатор использовался типа ТВС-110ПЦ15, умножитель напряжения УН9/27-1 3.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
	Схема подготовленного балласта.
VT1, VT2	Биполярный транзистор	FJP13007	2			В блокнот
VDS1, VD1, VD2	Выпрямительный диод	1N4007	6			В блокнот
С1, С2		10 мкФ 400 В	2			В блокнот
С3, С4	Электролитический конденсатор	2.2 мкФ 50 В	2			В блокнот
С5, С6	Конденсатор	3300 пФ 1000 В	2			В блокнот
R1, R6	Резистор	10 Ом	2			В блокнот
R2, R4	Резистор	510 кОм	2			В блокнот
R3, R5	Резистор	18 Ом	2			В блокнот
	Катушка индуктивности		4			В блокнот
F1	Предохранитель	1 А	1			В блокнот
	Дополнительные элементы.
С1	Конденсатор	1000-6800 пФ	1			В блокнот
	Трансформатор строчной развертки	ТВС-110ПЦ15	1			В блокнот
	Умножитель напряжения	УН 9/27-13	1

Выходной каскад строчной развертки из-за большого энергопотребления работает в жестком температурном режиме, и поэтому большинство отказов телевизоров связано именно с ним.

Обычно наибольшие проблемы возникают в случае выхода из строя сплит-трансформатора. В качестве примера можно привести неисправность в телевизоре LOEWE CLASSIC на шасси С8001 STERЕO/85.

В процессе поиска неисправности было установлено, что пробит выходной транзистор строчной развертки Т539 типа BU508А (сплит-трансформатор 2761419).

К сожалению, найти оригинальный трансформатор не представилось возможным, поэтому пришлось решать проблему другим способом.

Фрагмент схемы выходного каскада строчной развертки этого телевизора показан на рис. 1. Напряжение вторичных обмоток сплит-трансформатора, а также их полярность, большинство европейских фирм указывает на печатной плате, непосредственно у вывода. В случае отсутствия этой информации можно поступить следующим образом. Как правило, подавляющее число отказов трансформаторов фиксируется в их высоковольтной части, в то время как вторичные обмотки находятся в работоспособном состоянии. Поэтому, отыскав среди них накальную обмотку кинескопа (6,3 В), можно подать на нее напряжение накала от работающего телевизора (например, с выв. 7-8 ТВС110-ПЦ15 телевизора 3УСЦТ), предварительно отсоединив ее от контактов панели кинескопа. Полярность импульсов вторичных обмоток определяют, исходя из полярности выпрямительного диода, подключенного к данной обмотке.

В нашем случае обмотка 9-10 трансформатора является обмоткой питания видеоусилителей. Но к данному способу определения полярности и напряжения вторичных обмоток прибегать приходится исключительно редко, так как в справочной литературе имеются практически все схемы сплит-трансформаторов с указанием напряжений первичных и вторичных обмоток, а также их полярности.

В нашем конкретном случае было выяснено, что напряжения вторичных обмоток трансформатора предназначены для питания следующих функциональных узлов:

9-1 - 60 В - для формирования напряжения настройки тюнера;

9-10 - 200 В - для питания видеоусилителей;

9-5 - 6,3 - для питания накала кинескопа;

9-8 - 12 В - для питания микросхем радиоканала и канала цветности;

9-6 - 27 В - для питания кадровой развертки.

Необходимо отметить, что напряжения 12 и 27 В получаются при выпрямлении не отрицательной части строчного импульса, а его положительной составляющей, на что нужно обратить особое внимание при отсутствии документации на трансформатор. Ориентиром здесь может служить обмотка питания видеоусилителей (9-10), напряжение которой (обычно 180…220 В) получается выпрямлением строчных импульсов положительной полярности.

Разобравшись со вторичными обмотками, приступим к изготовлению узла, предназначенного для замены неисправного сплит-трансформатора. За основу конструкции берется узел выходного каскада строчной развертки телевизора 3УСЦТ, схема которого представлена на рис. 2. Моточные данные обмоток трансформатора приведены в таблице.

Обмотка	Мощность, Вт	Тип провода	Кол-во витков

Назначение вторичных обмоток трансформатора следующее:

7-8 - обмотка питания накала кинескопа;

4-5, 4-3, 4-6, 4-2 - обмотки питания субмодуля коррекции растра и блока сведения;

14-15 - высоковольтная обмотка.

Исходя из вышеизложенного, очевидно, что вторичные обмотки 4-5, 4-6 ТВС 110-ПЦ16 можно использовать вместо обмоток 9-1, 9-10 сплит-трансформатора, обмотку 4-2 - вместо обмотки 9-6, обмотку 7-8 - вместо обмотки 9-5. Что касается получения напряжения отрицательной полярности 150 В, то здесь придется домотать обмотку 4-3 до мощности 10 Вт. При использовании трансформатора ТВС 110-ПЦ15 дополнительно придется намотать отсутствующие в нем обмотки 3-2, 5-6. Намотку дополнительных обмоток удобно производить на свободной стороне сердечника ТВС проводом МГТФ-0,3-0,5 или ПЭВ-2-0,4. В последнем случае необходимы изолирующие прокладки между сердечником и обмоткой.

При намотке необходимо обратить внимание на синфазность дополнительных обмоток. Высоковольтный узел в основных схемных решениях повторяет подобный узел телевизора 3УСЦТ. Различие заключается только в способах подачи на кинескоп ускоряющего напряжения и сигнала для устройств стабилизации размера изображения по строкам и ограничения тока лучей.

Резисторы регулировки фокусирующего и ускоряющего напряжений применены от вышедшего из строя сплит-трансформатора и приклеены термостойким клеем к корпусу умножителя УН9/27-1,3 А.

Если эти резисторы невозможно снять, не повредив их, с корпуса сплит-трансформатора, то схему подачи этих напряжений на кинескоп следует реализовать аналогично той, что применяется в телевизорах 3УСЦТ.

Переделанная схема выходного каскада строчной развертки упомянутого телевизора LOEWE показана на рис. 3.

ТВС 110-ПЦ16 устанавливают на место выпаянного сплит-трансформатора на расстоянии 1 см от поверхности печатной платы, и его выводы распаиваются согласно приведенной схеме. При отсутствии ошибок в монтаже выходной каскад, как правило, начинает работать сразу, на экране появляется растр. Подав на вход телевизора сигнал цветных полос, осуществляют регулировку фокусирующего и ускоряющего напряжений, затем оценивают размеры растра по горизонтали и вертикали.

Ввиду того, что параметры обмотки 9-12 ТВС 110-ПЦ16 не полностью идентичны параметрам обмотки 2-4 сплит-трансформатора, может иметь место повышенный или пониженный размер растра по горизонтали. Если переменным резистором R586 (размер по горизонтали) невозможно установить растр нормального размера,то потребуется подобрать емкость конденсатора С540, предварительно установив R586 в среднее положение. Регулировка размера по вертикали обычно укладывается в номинал переменного резистора R564.

Затем необходимо проверить вторичные напряжения обмоток трансформатора ТВС 110-ПЦ16. В данном телевизоре величина напряжения после выпрямителей на конденсаторах фильтров обозначена на печатной плате, поэтому измерения производят вольтметром постоянного тока. В случае, если имеется только амплитуда импульсов на вторичных обмотках - она измеряется осциллографом. Как показала практика, амплитуда импульсов вторичных обмоток может отличаться от номинала в пределах ±10%, что не сказывается отрицательно на работе телевизора. Если амплитуда отличается на величину более 10%, необходимо тщательно исследовать форму строчного импульса на отсутствие выбросов и возбуждения на высокой частоте. Для этого осциллограф подключают к любой вторичной обмотке ТВС 110-ПЦ16, а регулировку производят подбором емкостей конденсаторов С547, С546, С583, С540. В случае, если амплитуда импульсов вторичных обмоток превышает номинал более чем на 10%, необходимо уменьшить количество витков L доп. до соответствия номиналу, а что касается обмоток 4-5, 4-6, 4-2, то в цепи этих обмоток есть балластный резистор (например, R506 в цепи +200 В). Увеличивая номинал этого резистора, добиваются приближения выпрямленного напряжения к номиналу.

Следующий этап - регулировка напряжения накала кинескопа. Ввиду высокой идентичности параметров сплит-трансформаторов и нитей накала кинескопов в данном телевизоре отсутствует система регулировки напряжения накала, и последовательно с обмоткой накала включен нерегулируемый дроссель L541. Величина напряжения контролируется осциллографом непосредственно на контактах панели кинескопа. Для осуществления регулировки последовательно с дросселем L541 устанавливают резистор R д типа С5-37, подбором сопротивления которого (в пределах 1…3 Ом) устанавливают номинальное напряжение. Хорошие результаты дает установка вместо L541 регулируемого дросселя L5 (например, от модуля КР-401 завода „Горизонт”). В случае, если напряжение накала меньше номинала, последовательно с обмоткой 7-8 ТВС110-ПЦ16 дополнительно наматывают 1-2 витка и производят повторную регулировку. Умножитель УН9/27-1,3 А устанавливают в любом удобном месте корпуса телевизора и соединяют его с выв. 15 ТВС высоковольтным проводом.

Как показала практика, мощность трансформатора ТВС 110-ПЦ16 вполне достаточна для работы выходных каскадов телевизоров с размером экрана по диагонали 67…70 см. Предлагаемый способ ремонта достаточно трудоемок, но тем не менее порой является единственным способом „оживить” телевизор, если нет возможности приобрести оригинальный сплит-трансформатор. Подобным образом было отремонтировано несколько телевизоров выпуска середины 80-х гг., после чего они показали высокую надежность и стабильность в работе.

Внимание! Умножитель дает очень большое ПОСТОЯННОЕ напряжение! Это реально опасно, поэтому если решите повторить - будь предельно аккуратны и соблюдайте технику безопасности. После опытов выход умножителя обязательно разряжать! Установка запросто может убить технику, цифрой снимать только из далека, а опыты проводить подальше от компьютера и прочих бытовых приборов.

Это устройство является логическим завершением темы, по использованию строчного трансформатора ТВС-110ЛА, и обобщением статьи и темы форума .

Полученное в итоге устройство нашло применение в различных экспериментах, где требуется высокое напряжение. Окончательная схема устройства приведена на рис.1

Схема очень проста, и представляет собой обычный блокинг-генератор. Без высоковольтной катушки и умножителя может использоваться там, где нужно переменное высокое напряжение с частотой в десятки Гц, например ее можно использовать для питания ЛДС или для проверки подобных ламп. Более высокое переменное напряжение получается с использованием высоковольтной обмотки. Для получения высокого постоянного напряжения использован умножитель УН9-27.

Рис.1 Принципиальная схема.

Фото 1. Внешний вид источника питания на ТВС-110

Фото 2. Внешний вид источника питания на ТВС-110

Фото 3. Внешний вид источника питания на ТВС-110

Фото 4. Внешний вид источника питания на ТВС-110