稳压二极管

in5819二极管参数 高压小玩意:可调高压发生器制作,等离子蚀刻和绚丽电弧球

小编 2024-11-24 稳压二极管 23 0

高压小玩意:可调高压发生器制作,等离子蚀刻和绚丽电弧球

高压 DIY 之中,必不可少的设备是一个高压发生器,有了它你可以玩出各种各样的花样。我在这里制作的是一个可调高压发生器,并且为你示范用它来做超酷的等离子蚀刻和绚丽的电弧球。更多高压小玩意,还有待你来自行开发。

1 电路原理

高压 DIY 之中,必不可少的器材是一个高压发生器,依靠它可以玩出各种各样的花样。在淘宝上可以买到各种各样的高压模块,小到电蚊拍,负离子发生器,大到电网捕兽机。但是对于我等 DIYer 来讲,有什么比一个自行量身定做的可调高压发生器更适合呢?

电路来源 ,在原图基础上稍有调整。

上图是一个简易高压发生器,使用一块固定频率脉宽调制电路 TL494 产生方波信号控制 MOS 管 Q1,Q1 上的交变电流在通过串联的黑白电视机高压包 T 的时候升压到 2k~10kV,升压后经高压包次级串联的高压整流二极管半波整流,输出带直流分量的高频高压(或者说带高频纹波的直流高压也行,两者是一回事)。

作为专业的电源芯片(可以在一些电脑 ATX 电源里找到这枚上世纪 80 年代 TI 推出的经典开关电源主控芯片),TL494 具有丰富的功能,但这里只用了其中的一小部分。升压电路使用了最为简单的不带磁复位的单管正激拓扑,并且没有采样反馈部分,事实上这里的 TL494 只相当于一个频率和占空比可变的方波发生器,因此也可以用其他的方波振荡电路,比如 555 集成电路或运放或晶体管构成的多谐振荡器代替。

这个电路的几个重点参数(它们对之后的调试很有用)如下:输出方波的频率由 TL494 的 5 脚对地电容和 6 脚对地电阻决定,fosc=1.1/(R1+RP2)•C2。方波占空比由 RP1 上的分压决定,可以在 0%~100%之间调节,进而调节变压器的电流和输出电压。

TL494 的工作方式细节

想进一步改进该电路的话, 更多可用的正激电源拓扑

2 材料准备

需要的电子器材:

16 脚 DIP 插座 x1

TL494 芯片 x1

4700uF,16V 电容 x1

100nF 瓷片电容 x1

10nF 瓷片电容 x1

50k 电位器 x1

10k 电位器 x1

1.5k 电阻 x1

10 欧电阻 x1

IRF540 MOS 管+散热片 x1

IN5819 二极管 x1

8 脚黑白电视机高压包 x1 淘宝链接

万能电路板(洞洞板)x1

导线若干

其他设备:

● 电烙铁

● 焊锡 / 松香

● 12V/2A 电源

● 万用表

● 示波器(最好有)

● 热风枪(如果你选用了贴片元件)

● 调节电位器用的小螺丝刀

大部分元件的宽容度很高,并不要求参数很准确,比如说 1.6k 或 1.8k 的电阻都可以用来代替 R1。一些有特殊要求的器件如下:

● 电位器:普通的电位器就能用,但如果想精确调整的话,推荐使用多圈可调电位器。为了调节方便,还需要一把小螺丝刀。

● MOS 管:这里用的是 IRF540。用其他 MOS 管替代的话,要求 Vdss 在 80V 以上,Vth 的最小值在 2V~4V,导通电阻尽可能小(IRF540 是 0.077 欧),同时做好散热片配备。特别要说的一点是,一些高性能的 MOS(比如主板上的供电 MOS)由于 Vth 的最小值过低(它们能在很低的栅压下导通,在大部分情况下这是优点),用在这个电路上容易误触发导致占空比调节困难(RP1 稍一调整电流就急剧上升),所以使用替代器件时一定要注意参数。

● 高压包:使用黑白电视机的 8 脚高压包。如果只是产生高压玩玩,可以直接用原有的初级线圈。但是直接在磁棒上重绕初级线圈来提高输出电压也是流行的玩法之一。

● 彩电的高压包不适于这一电路,因为它们的初级设计电压是 220V,需要根据匝数对它们进行改装才好用。但是它们的输出电压比黑白电视机高不少,在制作 20-40kV 输出的高压产生器时少不了它们。

D类音频功放 OEP30W-TsinghuaJoking

简介

OEP30WD 类音频功率放大模块是集成了 OEP30W IC芯片的模块。这么小的模块可以输出 30W 的音频功率着实令人惊奇。

除此之外,还有令人不解的是,通过简单的网络搜索,该芯片的数据手册(DATASHEET)居然找不到,所能够找到的就是该芯片已经成型的 OEM 模块。

OPE30W D 类音频功率放大模块

今日在淘宝上订购了该音频功率放大模块,主要用于改造声音信标中的音频功率放大,原来使用是 BTL 输出的 L2726 音频功放,在工作时,功放发热厉害。需要借助于信标外部金属壳来完成散热。相应的测试参见下文:

声音信标长啥样子?

1. OEP30W 模块外部引脚定义

下面是 OEP30W 外部引脚定义:

OEP30W 音频功放模块引脚功能定义

2. OEP30W 模块规格

下面表格给出了 OEP30W 的主要技术参数指标。

功放的规格

由于购买到的 OEP30W 模块的引脚采用 7PIN,100mil 的插针引脚,在实验之前需要将外部的插针焊接在模块上。这样便于使用面包板进行测试器静态参数。

焊接引脚插针

3. 模块使用注意事项

下面是在模块销售淘宝网站给出的模块使用注意事项:

1、功放板供电后,接喇叭的 2 个焊盘之间的直流电压 0V,喇叭焊盘与 GND 之间直流电压为电源电压一半。

2、选用 4 欧喇叭,电源电压不能超过 16V,否则芯片发热过高容易损坏功放。选用 8 欧喇叭,电源电压不能超过 24V,否则电压过高击穿功放芯片。

3、功放板通电后,手不能触碰板上元器件引脚,因为人体干扰信号干扰数字功放的时序,导致损坏芯片,人体带静电——强高压会出现击穿损坏芯片,人体静电的危害务必要知道。

4、电源电压要稳定,尽量采用开关电源与电池供电。电源不能超过板子工作电压,否则烧坏芯片,数字功放特娇气,不比模拟功放,工作方式完全不一样。

5、喇叭接线尽量用音响线控制在 3 米以内,线太长负载的电感量增大并产生自感电压过高击穿功放芯片,长线接喇叭建议考虑加二极管(IN5819)实现对自感电压的释放保护芯片。6、8 欧姆喇叭基本无需加散热片,小于 8 欧姆喇叭,如果芯片温度高于 60 度,因立即停止工作,加散热片扇热,否则温度升高会立即烧掉芯片。

功能实验测试

1. 实验的电路板

将焊接好的 OEP30W 模块置于面包板上,将对应的 VCC,GND 连接 12V 工作电源。

使用音频信号发生器作为 模块的音频激励信号。

测试电路板

2. 上电静态测试

(1)输出电压:

VCC:11.80VSP+:5.80VSP- :5.81VCS:9.15V

将 CS 接地,输出的波形就是 0 了。静态工作电流大约 10mA。

CS=0V 时模块的 SP+,SP- 的输出

(2)输出波形:

将 CS 悬空,此时 SP+,SP- 的输出如下图所示:

没有输入信号时 SP+,SP- 的波形

(3)加入测试信号

在 IN+加入正弦波信号,频率:1.057kHz,幅度(交流有效值)0.1V。

输入音频测试信号

在 IN+加入信号输出信号

2. 加入扬声器

(1)扬声器负载:在模块 SP+,SP- 两个引脚加入负载扬声器,组口 4Ω。在没有接入音频信号之前,模块工作电流大约为 10mA。

负载扬声器,阻抗 4Ω

(2)高频辐射干扰:

评估 D 类扬声器所产生的高频谐波对于外部的干扰,使用 DSA815 频谱仪外加高频发达接收头,测试在扬声器周围的电磁场的频谱。

下面是音频功放没有开启之前所接受到的射频频谱。其中在高频段是一些北京地区的调频广播的的频谱。

将音频功放开启之后,对应的频谱出现了改变,如下图所示。可以看到干扰一直延伸到广播频段。

在功放开启之后的频谱

为了看清前面的频谱的细节,使用 DSA815 测量 0~5MHz 之间的空间电磁场的频谱。下面是在 OEP30W 没有工作时,空间电磁场的背景频谱。

低频部分的空间电磁场,在 OEP30W 没有工作之前

OEP30W 加电之后,对应的空间电磁场的频谱如下图所示。其中清晰的看出,空间的谐波干扰主要来自于 OEP30W 的 PWM 的工作谐波频谱。

低频部分的空间电磁场,在 OEP30W 工作之后

为了消除 D 类功放对于外部射频干扰,使用磁珠连接在扬声器的引线上。下图的左边是在扬声器的外部引线上增加了一对磁珠。

滤除射频信号的磁珠

测量空间电磁干扰,如下图所示,其中在 50MHz 以上的电磁干扰明显降低了。

增加了磁珠滤波之后的频谱

3. 加入音频信号

将信号源信号引入 OPE30W 的 IN+管脚之后,扬声器突然出现振荡信号。该信号与输入的音频信号无关。如果将扬声器撤离,OEP30W 的输出则是正常的信号,如前面所测量的结果。

将信号源输入 IN- 管脚,模块输出没有响应。

直接将信号源引入 IN- 引起的输出振荡

在输入端串接 10k 欧姆的电阻便可以消除振荡的情况发生。

在 IN+输入串接 10k 电阻

接入串接电阻之后,OEP30W 放大倍数降低了。

输入信号:0.538Vrms 功放输出:2.63Vrms 放大倍数约为:4.88 倍。

在输入端串联 10k 电阻之后的输出波形

总结

OEP30W 的基本工作配置:VCC=+12V,GND= 0V,CS 悬空;在扬声器输出中串入磁珠可以降低空间射频干扰;将信号接入 IN+,并串入电阻,改变模块的增益,减少模块的自激振荡。

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