Поющая дуга (ионофон)

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 типа ТВС-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

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• 555
• Высокое напряжение
• Sprint-Layout