Напряжение на C1 меньше в два раза. Искать один конденсатор с меньшим рабочим напряжением нет смысла, поэтому применим все одинаковые.
Величины емкостей конденсаторов:
C1 = … = C10 = 34∙J∙(K + 2)/U2 = 34∙0,05∙ (10 + 2)/220
Принимаем C1 ÷ С10 = 0,01 мкФ.
По справочнику выбираем наиболее подходящие нам конденсаторы типа К73-14 с номинальным напряжением 10 кВ, емкостью 0,01 мкФ. Их размеры — длина L = 45 мм, диаметр D = 21 мм.
Можно также применить конденсаторы КБГ-П с Uном = 6 кВ такой же емкости. Но их габариты — 75x55x82 мм. Если не найдется именно такая емкость, можно применить 0,015 мкФ, 0,022 мкФ. Диоды выбираем по обратному напряжению:
Uoбp = 2,8∙U2 = 2,8∙2200 = 6160 В.
Так как эти изделия изготавливаются с некоторым запасом надежности, то можно применить диоды с обратным напряжением 6 кВ. Это выпрямительные столбы КЦ105В, КЦ106Б, Д1006, но все же лучше взять столбы с обратным напряжением 7 кВ и более. Это КЦ105Г, КЦ106В, Д1007 и др.
О повышающем трансформаторе питания.
Готовых трансформаторов с нужными нам параметрами найти практически невозможно. Поэтому придется рассчитать и изготовить его собственными силами.
Классический расчет трансформаторов — дело достаточно сложное и запутанное. Причем, выполняя расчет по разным источникам, можно прийти к совершенно не схожим результатам. Трансформаторы промышленного изготовления часто рассчитаны на работу в жестких условиях, рабочая температура их — до 70 °C. Кроме этого, они часто изготавливаются с учетом экономии меди, поэтому их токи холостого хода достаточно велики. Трансформаторы одной и той же габаритной мощности могут иметь разное число витков на вольт, разное сечение сердечников. Это зависит от многих факторов — от марки трансформаторного железа, типа сердечника, толщины ленты или пластин и т. д.
Поэтому здесь приводится упрощенный расчет, пригодный для любых случаев любительской практики. Трансформатор, изготовленный по этим расчетам, не будет очень сильно нагреваться, не будет иметь больших магнитных полей рассеивания.
Итак, в общем случае —
Потребляемая мощность (ватт):
Рпотр = Р1 = Р2 = … = Рn; (7)
Р1 = U1∙J1, Р2 = U2∙J2, …, Pn = Un∙Jn; (8)
— токи, напряжения и мощности потребителей.
Мощность трансформатора:
Рт = Рпотр/K (ватт); (9)
здесь К — коэффициент полезного действия (КПД). Для трансформаторов малой мощности К = 0,7 ÷ 0,8.
Сечение сердечника трансформатора (рис. 4):
Sж = √PT (см2) = А∙В. (10)
Рис. 4. Сечение сердечника трансформатора
Число витков обмотки на один вольт:
N = 50 ÷ 60/Sж (11)
Число витков первичной (сетевой) обмотки:
W1 = N∙UC = N∙U1. (12)
Числа витков вторичных обмоток, учитывая потери на их активных сопротивлениях и другие, увеличиваем на 5 %:
W2= 1,05∙N∙U2;
…. (13)
Wn = 1,05∙N∙Un.
Диаметры обмоточных проводов:
d1 = 0,8∙√J1;
… (14)
dn = 0,8∙√Jn
Ток сетевой (первичной) обмотки:
J1 = JC = PT/UC
Теперь конкретно для нашего случая. Вторичная обмотка нашего трансформатора одна. Рабочий ток, как сказано (выше, мал. Для расчета принимаем J2 = 100 мкА = 0,0001 А, что в 2 раза больше практически замеренного.
Pпотр = P1 = J2∙U2 = 0,0001∙2200 = 0,22 Вт
PT = Pпотр/K = 0,22/0,7 = 0.31 Вт
Sж = √PT = √0,31 = 0,6 см.
Расчет показал, что сердечник для трансформатора такой мощности очень мал. На таком сердечнике физически невозможно изготовить сетевой трансформатор. Поэтому при выборе сердечника будем исходить из конструктивных соображений. А соображения таковы, что нам необходимо намотать и разместить на сердечнике две обмотки с довольно большим числом витков. При этом надо иметь в виду, что, чем больше площадь сечения сердечника, тем меньшее число витков потребуется для трансформатора, значит, и изготовить его легче и проще. Это не значит, конечно, что надо брать сердечник, рассчитанный на несколько киловатт и весом несколько десятков килограммов. Подойдут сердечники трансформаторов 20–60 Вт, причем лучше брать П-образные с тем, чтобы обмотки разместить на разных катушках (рис. 5).