Построить ионизатор меньших габаритов и с меньшими трудностями позволяет введение в схему преобразователя частоты сети 50 Гц в напряжение повышенной частоты в несколько килогерц.
В радиолюбительской литературе встречаются описания схем ионизаторов. В частности, «Справочник по схемотехнике для радиолюбителя» (Киев, Техника, 1987) содержит такое описание.
Для предметного разговора приведем эту схему на рис. 6 так, как она излагается в справочнике.
Рис. 6. Схема конденсатора из «Справочника по схемотехнике для радиолюбителя»:
VT1, VT2 — П217; С1÷С6 — 0,1x1,5 кВ; С7 — 50,0 мкФ х 20В; R1 — 470; R2 — 5 м; Т1 — выполнен на ферритовом сердечнике от строчного трансформатора телевизора.
I — 14 витков провода ПЭЛ диаметром 0,8, отвод от середины;
II — 6 витков провода ПЭЛ диаметром 0,8, отвод от середины;
III — 8000÷10000 витков провода ПЭЛШО диаметром 0,08÷0,1; VD1÷VD6 — D1007, D1008
Транзисторы VT1, VT2, Конденсатор С7, резистор R1 и трансформатор Т1 образуют преобразователь постоянного тока в переменный с частотой 3–4 кГц. С повышающей обмотки III напряжение около 8 кВ подается на умножитель C1-С6.
На выходе получается отрицательное напряжение около 50 кВ.
Все, казалось бы, правильно. Но при анализе этой схемы сразу выявляются несколько, мягко говоря, несоответствий. Преобразователь работает на частоте 3–4 кГц, а столбы Д1007, Д1008, рекомендованные к применению, работоспособны на частоте не выше 1 кГц. Конденсаторы C1-С6 указаны на рабочее напряжение 1,5 кВ, но в схеме к ним будет приложено напряжение:
UC2 = … = UC6 = 2∙Uраб/K = 2∙50000/6 ~= 16,6 кВ.
Такое огромное превышение рабочего напряжения над допустимым неизбежно приведет к их пробою. Кроме этого, частота 3–4 кГц проявляется довольно сильным свистом, который, несмотря на все ухищрения, устранить не удается. Это свистит сам ферритовый сердечник трансформатора. В физике это явление называется магнитострикционными колебаниями.
Учитывая сказанное, доработаем схему, устранив все несуразности. Чтобы избавиться от весьма надоедливого свиста, который может доставить радость только самому конструктору, но никак не окружающим, повысим частоту преобразования до 15–18 кГц. Такую частоту очень мало кто слышит. Это уже ультразвук.
Изменим число витков первой и второй обмоток, номиналы резистора и конденсатора. Уменьшение числа витков I обмотки позволяет уменьшить количество витков повышающей обмотки и использовать готовую, уйдя таким образом от трудностей изготовления высоковольтной катушки.
В качестве трансформатора Т применим ТВС-90ЛЦ 2–1, трансформатор выходной строчной развертки. Такие трансформаторы применялись в ламповых телевизорах типа «Электрон 701» и других подобных ему. (Общее название схемы УЛПЦТ(И)-59/61-2.) В настоящее время эти телевизоры уже устарели и морально и физически. Много их лежит во всяких кладовках — выбросить жалко и мешают.
Такие трансформаторы бывают в продаже в магазинах радиотоваров.
Используем ферритовый сердечник и повышающую обмотку, ту, от которой отходит вывод с колпачком для кенотрона. Эта обмотка имеет 1900 витков. Другую часть обмотки удаляем, перепилив пластмассовый мостик между катушками. Колпачок тоже удаляем. Вместо удаленной первичной обмотки наматываем свою, согласно схеме (рис. 7).
Рис. 7. Та же схема, несколько видоизмененная:
VT1, VT2 — П214А; С1 — К50-6 2000,0 мкФ x 25В; С2 — КМ6б 0,68 мкФ, С3-С8 — ПОВ 15 кВ 390 пФ; VD1 — КЦ412A; VD2-VD7 — КЦ106Г; R1 — МЛТ-1 1,2 кОм; R2 — МЛТ-1 5,1÷10 мОм; S1 — выключатель; Т2 — I — 2 х 5 витков; II — 2 x 1 виток
Наматывать лучше не обмоточным, а монтажным многожильным проводом в хлорвиниловой изоляции сечением 0,35—0,5 мм. Делаем так: отрезаем два куска провода 0,5 и 1,0 м, зачищаем посередине участки по 5 мм и припаиваем средние выводы. Заизолировав места спайки изолентой, строго симметрично наматываем обе обмотки. Крайние концы для закрепления связываем узлом При монтаже лишний провод обрезаем. Транзисторы VT1,VT2 можно применить любые из П213, П214, П215, П216, П217 с любой буквой. Их надо установить на небольших радиаторах. С2 — КМ-6 0,68 мкФ, I — МЛТ-1 1,2 кОм, VD2 — VD7 — КЦ-106 Г. Эти выпрямительные столбы работоспособны до 20 кГц, допустимое обратное напряжение — 10 кВ. Необходимое напряжение U2 на обмотке III трансформатора Т2-