Zdroj 20kV DC napájený ze sítě

     Na internetu jsou spousty schémat zdrojů vysokého napětí napájených z 12V, 24V nebo 30V). Abych přinesl něco nového, vyvinul jsem zdroj napájený přímo ze sítě, který pracuje s usměrněným síťovým napětím, tedy 325V. Výhodou tohoto zdroje je mimo jiné hlavně poměrně velký proud, do zkratu asi 50mA a výkon až stovky Wattů. Zdroj je ale měkký a může pracovat trvale do zkratu, a proto se hodí např. pro napájení teslova transformátoru (výkonem se vyrovná malému neonovému trafu), různých amatérských plynových a vzduchových laserů a mnoha dalších více nebo méně nebezpečných zařízení.
     Jedná se o jednoduchý samokmitající impulzní zdroj. Jako spínací prvek zde slouží tranzistor určený pro řádkové vychylování (tzv. HOT), který má povolené napětí U_CE 1500V. Vhodné jsou např BU2520AF, BU508AF, BU2525AF, BU2527AF, BU2532AF a některé tranzistory řady 2SC. Hodnoty součástek nejsou příliš kritické, lze využít šuplíkové zásoby. Elektrolyt může mít i menší kapacitu. Odpor 470R a kondenzátor 220n určují výstupní proud. Snižováním jejich hodnot proud roste a naopak. Nedoporučuji však jít pod 330R a 100n. Proud závisí i na vzduchové mezeře jádra trafa, ale tu doporučuji nechat v původním stavu, popř. jen mírně zvětšit o ještě jeden kousek papíru na každé straně. Výstupní napětí je přímo úměrné napětí zenerovy diody, lze ho zvýšit i snížením počtu závitů pomocného vinutí ze 7 na 6, v krajním případě 5. Kondenzátor 22n určuje pracovní frekvenci a jeho hodnotu je třeba upravit na největší proud (nejjasnější oblouk). Na místě BA159 lze použít jakoukoli rychlou diodu alespoň na 60V a 1A. S tlumícím článkem 2n2 a 47R raději neexperimentujte, jinak hrozí zničení tranzistoru napěťovými špičkami. Tranzistor by měl být typ bez zabudovaného odporu mezi B a E. Pokud bude tento odpor mít, najděte si buďto jiný tranzistor, nebo změňte odpor 100k 4W na 22k 10W. Zenerova dioda musí být alespoň na 1,3W, lépe ještě silnější. Tento zdroj může při správně zvolených hodnotách součástek a vzduchové mezery v jádře dávat i stovky wattů, vše závisí jen na tom, co přežije sekundár a vnitřní dioda v trafu. Pokud by se stejně výkonný zdroj napájel z 12 nebo 24V, tranzistor by se vyrovnal menšímu přímotopu :-). Při práci s vyšším napájecím napětím jsou ale ztráty bipolárního tranzistoru nižší. Zmiňované trafo je samozřejmě vn trafo z televize nebo monitoru, které má zabudovanou diodu nebo jejich kaskádu. U starších traf bez diody lze použít samozřejmě vnější diodu. Trafa s násobičem se příliš nehodí. Při použití staršího trafa se využije jen sekundár, primáry se navinou místo původních vinutí. U novějších traf, které mají všechny vinutí zalité v jedné části, se navine jen pomocné vinutí (asi 7z) na odkrytou část jádra a jako hlavní primární vinutí se využije původní primár. V každém případě je však nutné dodržet polaritu všech viutí naznačenou ve schématu.
     Při prvním zapínání zdroje dejte do série žárovku 100-200W. Při špatném zapojení to sice možná nezabrání zničení tranzistoru, ale případná destrukce nebude probíhat tak výbušným způsobem a navíc zachráníte více součástek :). Po úspěšném testu zatížení a zkratuvzdornosti (a blbuvzdornosti :-)) můžete žárovku vypustit.

Pozor!!! Tento zdroj je velmi nebezpečný. Napájí přímo ze sítě a všechny součástky jsou pod síťovým napětím. Elektrolytický kondenzátor zůstává nabitý i po vypnutí. Při kontaktu člověka s výstupem zdroje může téci smrtelný proud. Vysoké napětí je navíc schopno překlenout vzdálenost i několik cm. Ve spojení s kondenzátorem na výstupu se riziko ještě zvyšuje. I malý kondenzátor domácí výroby nabitý na 20kV je velmi nebezpečný. Zdroj by měli stavět a používat jen zkušení konstruktéři, kteří znají zásady práce s vysokým napětí. Za případné újmy neberu žádnou zodpovědnost, vše provádíte na vlastní nebezpečí.