Controlador de transformador Flyback para principiantes: 11 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

El esquema se ha actualizado con un mejor transistor e incluye una protección básica del transistor en forma de condensador y diodo. La página "yendo más allá" ahora incluye una forma de medir estos ilustres picos de voltaje con un voltímetro

Un transformador de retorno, a veces llamado transformador de salida de línea, se usa en televisores CRT más antiguos y monitores de computadora para producir el alto voltaje requerido para impulsar el CRT y el cañón de electrones. También tienen bobinados auxiliares de bajo voltaje que los diseñadores de televisores utilizan para alimentar otras partes del televisor. Para el experimentador de alto voltaje, los usamos para hacer arcos de alto voltaje, que es lo que este instructivo le mostrará cómo hacer. Puede obtener transformadores de retorno de los viejos monitores CRT y televisores, son los que son grandes y voluminosos. Otros instructivos en este sitio web muestran cómo quitarlos del chasis y la placa de circuito.

Descargo de responsabilidad

De ninguna manera soy responsable si te equivocas con este circuito.

Paso 1: lo que necesitará

Muchos de estos componentes se pueden extraer de placas de circuito antiguas y, a menudo, se pueden realizar sustituciones sin problemas.

1x transformador Flyback

Recuperado de un televisor / monitor CRT antiguo o comprado en línea (no se deje engañar, estas cosas valen alrededor de $ 15 como máximo cuando son nuevas). Los flybacks de TV parecen funcionar mejor con este circuito, los flybacks de monitor no emiten tanto.

1x transistor como MJ15003

MJ15003 funciona bien con este controlador, sin embargo, puede ser un poco caro en ciertos lugares. Esto es lo que usé para mi controlador.

Se informa que NTE284 y 2N3773 brindan un rendimiento similar al MJ15003, mientras que KD606 y KD503 supuestamente también funcionan. Los KD son difíciles de conseguir a bajo precio en estos días y eran más comunes en Europa del Este.

2n3055 es el transistor clásico que a menudo se combina con este controlador en Internet, pero la clasificación de 60v limita su utilidad y, en la mayoría de los casos, resulta en su destrucción. El voltaje máximo del colector al emisor se eleva fácilmente por encima de esta clasificación de 60 V y se recorta cuando el transistor se descompone, lo que provoca un calentamiento extenso y una eventual falla del dispositivo. Por lo tanto, no lo use, si lo hace, necesitará un condensador grande como 470-1uF a través de él para limitar el voltaje máximo. Esto hará que los arcos también sean muy pequeños.

MJE13007 también funcionó mal en mis pruebas sin más modificaciones en el circuito.

Un buen transistor tiene un retardo de apagado (tiempo de almacenamiento) y tiempos de caída bajos, una ganancia de corriente (Hfe) decente, por ejemplo, el MJ15003 mide una ganancia de 30 con mi probador chino.

También debe tener una capacidad nominal de varios amperios para manejar las corrientes máximas y al menos 120 V, pero se prefiere por debajo de 250 V ya que las partes de voltaje más alto a menudo no oscilan en este circuito. Muchos transistores de aplicaciones lineales y de audio poseen estos parámetros.

1x disipador de calor con tornillos y tuercas de montaje

(Un disipador de calor más grande es mejor). El MJ15003 usa el estilo de caja TO-3 mientras que el MJE13007 usa TO-220, el hardware TO-3 es generalmente más caro que el TO-220. Aquellos que sean hábiles con el trabajo en metal podrían fabricar su propio disipador de calor con chatarra perforando los orificios de montaje requeridos, solo busque en Google el dibujo técnico del transistor TO-3 o TO-220 para obtener más información.

Se recomienda una almohadilla térmica o pasta / grasa para una mejor transferencia térmica entre el transistor y el disipador de calor. Las cosas más baratas y desagradables que puede encontrar en ebay son adecuadas para esto, ¡incluso podría salvar lo suficiente de las bombillas LED antiguas o del televisor del que tomó el flyback! Una cantidad del tamaño de un guisante es suficiente y el transistor la aplastará y extenderá.

1 resistencia de 1 vatio

El voltaje de la fuente de alimentación determina el valor de esta resistencia. 150 ohmios para 6v, 220 ohmios para 12v, 470 ohmios para 18v. Está bien ir más alto en la potencia nominal, pero no más baja. Haré un controlador de 12v, por lo que a partir de ahora haré referencia a una resistencia de 220 ohmios.

1x resistencia de 22 ohmios y 5 vatios

¡Esta resistencia se calentará! Deje espacio a su alrededor para que circule el aire. Disminuir la resistencia de esta resistencia aumentará la potencia en el arco de alto voltaje pero tensionará más el transistor. Está bien ir más alto en potencia nominal, pero no más bajo.

2x diodos de recuperación rápida, uno clasificado para un mínimo de 200v 2 amperios con un tiempo de recuperación inverso por debajo de 300ns, el otro clasificado para 500mA y 50v mínimo (UF4001-UF4007 funciona bien aquí).

Protegen el transistor de picos de voltaje negativos, solo usé los que se encuentran en la placa de TV.

Para el diodo de 200v y 2 amperios utilicé BY229-200, pero cualquier cosa que cumpla con esos requisitos mínimos servirá. MUR420 y MUR460 son los más baratos disponibles en mi tienda electrónica local, EGP30D a EGP30K también funcionarían junto con UF5402 a UF5408.

Para el otro diodo inverso a través del emisor y la base utilicé UF4004, este protege la base del pulso negativo evitando la degradación de la ganancia del transistor.

1x condensador

Este debe ser un tipo de película o lámina con un mínimo de 150 Vca y entre 47 y 560 nF. Este condensador forma un amortiguador cuasi-resonante y ayuda a proteger el transistor del pico de desconexión de voltaje positivo, un condensador más grande limitará el voltaje de salida pero brindará protección adicional, utilicé un 200nF (código 204) con mi controlador de 12v. Con un transistor de voltaje más alto, puede reducir la capacitancia y permitir que el voltaje suene a un nivel más alto, produciendo así más voltaje en la salida.

Incluiré una técnica para medir el voltaje pico del colector al emisor con un multímetro en la página "yendo más lejos".

Cable (cualquier chatarra vieja servirá). Para las bobinas primaria y de retroalimentación, cualquier cable entre 18 AWG (0,75 mm2) y 26 AWG (0,14 mm2) será suficiente, demasiado grueso y no encajará mientras sea demasiado delgado y limitará poder y calentar.

Los cables de alimentación de los aparatos de red de baja corriente no deseados son una buena fuente. Usé 1 metro para el primario y 70 cm para la retroalimentación, con el controlador de 12v esto da mucha longitud extra para experimentar con más giros, el exceso se puede cortar una vez que se completa el ajuste.

El alambre magnético de cobre esmaltado es demasiado caro por carrete en estos días para que yo lo recomiende, además de que tiene la mala costumbre de rayar y hacer cortocircuitos contra el núcleo.

Alguna forma de conectar los componentes, como puentes de soldadura o pinzas de cocodrilo

Se podría usar una placa de pruebas, ¡pero tenga en cuenta que el transistor y las resistencias no hacen que se derrita!

Fuente de alimentación de 6, 12 o 18 V a un mínimo de 2 amperios (más sobre esto más adelante).

Paso 2: Selección de condensadores

El capacitor a través del transistor debe verse similar a los de la imagen de arriba y tener una capacidad nominal de al menos 150 voltios CA, la capacitancia depende de su voltaje de suministro, el voltaje del colector de los transistores al emisor, el número de vueltas en las bobinas (más vueltas = más voltaje pico del colector). Los condensadores que se encuentran en electrodomésticos viejos a través de la red de 120v / 230v son buenos para esto, se llaman condensadores de clase X.

El objetivo es que el capacitor limite el voltaje pico del transistor a un nivel que no lo destruya y al mismo tiempo permita que se eleve lo suficiente como para que haya una buena salida de alto voltaje del transformador de retorno. Más capacitancia hará que el arco sea más pequeño pero más parecido a una llama. La máxima transferencia de energía se produce cuando el condensador se ajusta con precisión al número de vueltas de las bobinas en el llamado modo "cuasi-resonante".

Para mi controlador de 12v utilicé un condensador de película de 200nF y que limitaba el voltaje máximo en el MJ15003 con clasificación de 140v a aproximadamente 110v, aquí hay algunos valores iniciales generales (asumiendo un transistor de 120v +, los transistores de voltaje más bajo necesitarán más capacitancia).

• 47nF-100nF para 6v
• 150nF-220nF para 12v
• 220nF-560nF para 18v

Para obtener los mejores resultados, este condensador junto con el diodo deben estar físicamente cerca del transistor para minimizar los efectos de la inductancia parásita del circuito.

Puede medir el voltaje máximo del colector al emisor con un voltímetro usando un capacitor y un diodo adicionales como se muestra en una de las imágenes de arriba.

Paso 3: enrolle las dos bobinas

Enrolle dos bobinas separadas alrededor del núcleo. La retroalimentación de 8 vueltas primaria y 4 vueltas es un buen punto de partida para 12v, un poco menos de ambos para 6v y algunas vueltas primarias más para 18v. Se recomienda experimentar y la potencia de salida se puede controlar de esta manera, menos vueltas de retroalimentación resultarán en un arco más débil mientras que más vueltas primarias darán más voltaje de salida.

No recomiendo el cable esmaltado ya que la capa de aislamiento tiene la costumbre de rayarse con los bordes del núcleo y provocar un cortocircuito, ¡además de que es caro en estos días! El núcleo es realmente conductor y mide aproximadamente 10 kohmios de extremo a extremo, por lo que cualquier área dañada del aislamiento del cable esmaltado es como conectar una resistencia parásita entre ellas.

Pregunta: ¿Por qué no puedo usar las bobinas integradas?

Respuesta: He hecho esto en el pasado con cierto éxito, es fuerte y chirriante como clavos en una pizarra. Además, puede ser una molestia encontrar qué bobinas usar, lo mejor es buscar en Google el número de modelo de los flybacks y ver si lugares como HR Diemen tienen esquemas.

Paso 4: monte el transistor en el disipador de calor

Aplique un poco de compuesto térmico o inserte la almohadilla térmica, extienda uniformemente y luego monte el transistor en el disipador de calor.

El disipador de calor es importante ya que el transistor disipa la energía en forma de calor. Compré el disipador de calor más barato que pude encontrar, pero cuanto más grande, mejor. El transistor que utilicé es del estilo de caja TO-3

No dejes que las patas del transistor toquen el disipador de calor de metal o de lo contrario estarás cortocircuitando la base y el emisor al colector.

Solo usé tornillos y tuercas al azar que encontré en el garaje, pero son bastante baratos en lugares como eBay o en ferreterías locales.

P: ¿Puedo usar un transistor PNP? R: Sí, pero esencialmente tendrá que construir el circuito al revés para obtener una conexión a tierra positiva, consulte la página "yendo más allá" para obtener un esquema del controlador PNP.

P: ¿Es realmente necesario el disipador de calor? R: Sí, si desea utilizar este circuito durante más de 10 segundos, el disipador de calor es vital ya que el transistor se calienta.

P: ¿Puedo usar un MOSFET? R: No, un MOSFET no funcionará para este circuito (existen otros circuitos auto-oscilantes diseñados para MOSFET individuales).

Paso 5: Conexión del cable al colector de transistores

La caja metálica del transistor es el colector, lo que significa que es necesario realizar una conexión eléctrica. Los engarces de anillo o las orejetas de soldadura son la forma correcta de hacerlo, pero si no los tienes, puedes enrollar un poco de cable alrededor del tornillo. No será tan sólido mecánicamente como la forma "correcta", pero funcionará.

Paso 6: armar el circuito

En el diagrama gráfico, la bobina roja es la primaria con un extremo que se conecta al positivo "+" de la fuente de alimentación / batería, el otro extremo se conecta al colector de transistores, que en realidad es la carcasa metálica del transistor si un T0- Se utiliza 3 como el transistor MJ15003. La bobina verde es la retroalimentación con un extremo que se conecta al punto medio de las dos resistencias y el otro a la base del transistor (mirando la parte inferior del MJ15003, este es el pin de la izquierda).

Paso 7: Encendido del circuito

Para alimentar el circuito, recomiendo una fuente de alimentación que pueda suministrar un mínimo de 2 amperios, lo más probable es que funcione más bajo pero limitará la salida.

Agregue más vueltas en ambos devanados para aumentar la potencia (al contrario de lo que he leído en línea), esto reduce la frecuencia de operación y permite que aumente más corriente primaria. El número de vueltas da una forma rudimentaria de limitación de corriente junto con la resistencia superior (mayor resistencia = menos corriente de base y menos potencia de arco).

Fuente de alimentación de banco En realidad, se explica por sí mismo, si el límite de corriente se establece demasiado bajo, es posible que el circuito no oscile.

Wall Wart / charger Puede usarlos, pero tenga en cuenta su voltaje y corriente. Lo más probable es que la variedad de modo conmutado entre en autolimitación / apagado si se excede la clasificación de corriente máxima.

Transformador recuperado He hecho esto yo mismo para mi controlador de 12 V, un transformador de 48 VA que emite 9 V CA dará aproximadamente 12 V CC 3 amperios cuando se rectifique y suavice. Un condensador de 4700uF 25v dará mucho suavizado, yo iría con diodos rectificadores de puente de 50v y 4 amperios como mínimo.

Las celdas de litio en serie son excelentes, ya que pueden suministrar mucha corriente.

Las baterías de taladro están bien, la mayoría son de 18v, así que use el circuito de 18v. Las baterías AA en serie están bien, los arcos gradualmente se volverán cada vez más pequeños a medida que se agoten. Una celda AA se considera gastada cuando cae por debajo de 0.9v en reposo, pero muchas aún pueden alimentar otras cargas incluso cuando ya no pueden suministrar el jugo para este circuito. Una batería de plomo-ácido de 12v es una muy buena forma de alimentar este circuito.

Batería de coche de 12v, ver arriba.

Las baterías de linterna de 6v alimentarán este circuito durante mucho tiempo antes de que los arcos comiencen a hacerse pequeños. Estos no son demasiado comunes hoy en día y son bastante caros, ¡no desperdicie su dinero si hay opciones más baratas disponibles!

Las pilas AAA funcionarán por un tiempo pero no durarán tanto como las pilas AA más grandes, también tienen una mayor resistencia interna, por lo que desperdiciarán más energía como calor de la batería.

Las baterías de 9v / PP3 darán unos minutos de juego cuando sean nuevas antes de que los arcos se vuelvan más pequeños y el circuito deje de funcionar. La resistencia superior probablemente necesitará alrededor de 180 ohmios para 9v, pero no hice un esquema de controlador de 9v, ya que probablemente llevaría a la gente a usar baterías PP3 de 9v y a la decepción.

Paso 8: ¡La seguridad es lo primero

Al dibujar arcos … le recomiendo encarecidamente que haga un "palo de gallina", que es un palo aislante donde se conecta uno de los cables de alto voltaje para dibujar arcos, es mucho más seguro que sostener el cable de alto voltaje en la mano. La tubería de PVC es muy buena para esto, la madera también está bien siempre que esté seca.

Advertencias aterradoras Incluyendo el riesgo obvio de descarga eléctrica, otra cosa a tener en cuenta es que el arco está MUY caliente y puede quemar o prender fuego fácilmente a cualquier cosa que toque. Incluso el aislamiento del cable se quemará si dibuja el arco sobre él. Si insiste en quemar trozos de papel u otros objetos, téngalo en cuenta y busque alguna forma de apagar el fuego.

• Nunca toque el cable de alto voltaje o el flyback cuando el circuito esté funcionando.
• Asegúrese de que puede cortar fácilmente la energía al circuito.
• No utilice este circuito en una superficie inadecuada, como metal desnudo o una superficie fácilmente inflamable.
• El disipador de calor del transistor puede calentarse, tenga cuidado de no quemarse.
• La resistencia de 22 ohmios se calentará.
• La bobina primaria y el colector de transistores pueden sonar hasta unos pocos cientos de voltios, no los toque tampoco.
• Mantenga los cables de alto voltaje alejados de otras partes del circuito.
• Mantenga alejadas a las mascotas. Además del riesgo de electrocutar a su mascota por las chispas, a muchas mascotas les gusta masticar cosas como cables, el ruido de alta frecuencia también puede molestar a los animales, incluso si usted no puede escucharlo.

Descargo de responsabilidad No soy de ninguna manera responsable si se equivoca o se lastima a usted mismo oa otros con este circuito.

Paso 9: encontrar el pin de retorno de alto voltaje

Para encontrar el retorno de alto voltaje, primero conecte su varilla de pollo a la salida de alto voltaje (el cable rojo grande y grueso), luego encienda el circuito. Debería escuchar un ruido de tono alto, si no escucha este ruido, vaya a la página de solución de problemas. Acerque el palito de pollo a los pasadores en la parte inferior del flyback y pase cada uno individualmente. Algunos de ellos pueden dar una ligera chispa, pero uno debe dar un arco HV constante y sólido, este será su pin de retorno HV. Ahora debe desconectar su pollo de la salida de HV y conectarlo al pin de retorno de HV en su lugar, con cuidado de no tirar del pin de retorno con demasiada fuerza, ya que podría romperse.

Paso 10: solución de problemas

¿Problema?

Si no hay alto voltaje, intente invertir las conexiones a una de las bobinas

Si hay alto voltaje pero el arco es pequeño, intente invertir las conexiones de la bobina primaria y de retroalimentación

Asegúrese de que todas las conexiones sean seguras y de que no haya ningún cortocircuito. El cable esmaltado es conocido por sus malas conexiones, la soldadura no siempre atraviesa el esmalte, por lo que debes ponerte medieval

Compruebe que la base y las patas del emisor del transistor no toquen el disipador de calor

Funciona pero los arcos son pequeños y débiles. Compruebe que el voltaje de la fuente de alimentación no se hunde bajo carga midiéndolo con un voltímetro de CC mientras dibuja los arcos

El circuito se enciende y se apaga. Esto se debe a que la fuente de alimentación está en protección, si no se excede la corriente nominal máxima de la fuente de alimentación, un condensador electrolítico de unos cientos de uF a través de los rieles de suministro puede ayudar

Funciona pero el transistor se calienta mucho. Juegue con el número de vueltas en las bobinas, reduzca primero el recuento de vueltas de retroalimentación

La resistencia de 22 ohmios se calienta, esto es normal. Es mi controlador de 12v, disipa 2w, pero eso es suficiente para que la mayoría de las pequeñas resistencias estén demasiado calientes para tocarlas. Si no se siente cómodo con los componentes que funcionan demasiado calientes para tocarlos, aumente la masa térmica (actualice a una resistencia de mayor vataje)

¿Rompiste el núcleo? Vuelva a pegarlo, humedeciendo las superficies de contacto con agua primero ayudará a que se peguen ciertos tipos de pegamentos

Paso 11: ir más lejos

Puede medir el pico de voltaje pico a través del transistor con el método que se muestra en la imagen, es importante mantener el voltaje pico del colector al emisor por debajo de la clasificación máxima del transistor dentro del área de operación segura (aproximadamente 80v a 3 amperios para el MJ15003).

Puede parecer que un transistor bloquea el voltaje de drenaje máximo durante un tiempo, pero esto rápidamente conduce a la falla de la pieza.

Los transistores PNP se pueden usar cambiando algunas cosas.

La fotografía de larga exposición se puede utilizar para obtener patrones de descarga.

Intente hacer una escalera de Jacob colocando dos conductores rígidos como un alambre de cobre grueso en forma de V vertical, el arco se forma en el punto más cercano cerca de la parte inferior y se eleva y calienta el aire.

Los condensadores de alto voltaje también son interesantes, puede hacer uno pegando dos piezas de papel de cocina a cada lado de un aislante, como la tapa de un recipiente de plástico, y colocando dos cables en cada hoja. Ahora conecte una placa a la salida HV y la otra al retorno HV, ¡los arcos se convertirán en una serie de chasquidos brillantes y fuertes! Simplemente no lo toques porque realmente duele.