电容器充电器的制作教程

步骤1：简介

此电容器充电器旨在为小型电容器组充电，它围绕555芯片构建，因此它可以在5至16伏的输入范围和60至400伏的充电电压下工作。我将其设计为可在12伏特下工作，因为这是该范围内最常见的电压。在该电压下，电流消耗约为2至4安培。

它具有一个带有可调分压器的比较器，这意味着您可以通过调节电位计来设置触发，以便比较器可以在电容器达到所需电压时停止电路，并通过2个LED进行指示。

此设计基于Uzzors2k的设计，但有一些区别：

1-我的设计使用了不同的555配置（占空比为50％，电位器来调整频率）

这样做是为了获得最佳工作频率。

2- 我的设计使用的是变压器，而不是电感器。

这可以避免过电压，如果您在没有电容器负载的情况下运行Uzzors2k的电路，则可能会损坏电路。原边的低电感有助于降低电压峰值，如果电容器突然断开，则电路在此后仍应工作。

3-我提供了一个2N3904晶体管，该晶体管由比较器控制。我还添加了一个红色LED。

它将控制流入555引脚4和8的电流，根据比较器将其打开或关闭。据我所知，这并不是必须的，您可以使用一个从Vcc到该引脚的电阻将输出直接连接到引脚4，以保持其导通。红色LED与绿色LED一起工作，我安装了它来检查晶体管基极的状态。

第2步：零件清单

555计时器芯片（我会买很多，因为它们非常方便）

LM311比较器芯片

8针芯片插槽（因此您可以更换芯片）

绿色和红色LED

3个15k电阻

2x 1k电阻

1Mohm电阻

1x 100R电阻

1x 680R电阻

1x 6k8电阻

10k电位器

100k电位器

2个UF4007或BA159快速恢复二极管

2N3904（或类似的）晶体管

MOSFET（我用一个IRF540N）

100nF陶瓷电容器

10nF陶瓷电容器

变压器（从CFL获得）

有名的铜线

您可能还想购买一个带有2个输出的接线盒，以与电容器组牢固连接。

第3步：工作原理

如果您熟悉高压，您会知道555是一款非常有用的IC，它可以产生一系列直流脉冲t o馈入MOSFET或晶体管，以增加这些脉冲中的电流以驱动变压器并提高电压。该电路可以做到这一点，但它还具有一个LM311比较器，当电容器组中达到某个电压时，该比较器将停止充电操作。

顾名思义，比较器将固定电压（也称为参考电压）与可变电压（在这种情况下为电容器的电压）进行比较。显然，如果我们将400V直接馈入比较器中，它将立即被破坏，这就是为什么我们需要使用分压器的原因，该分压器基本上是两个串联的电阻，顶部的电势和电阻的值将决定之间的电压。假设没有输出电流，则这两个电阻都与我们的情况相同。如果该电压高于参考电压，充电器将停止。 LM311有点特殊，因为输出只能吸收电流，但这不是问题，因为我们可以在Vcc到输出之间使用一个2.2k电阻来确保为高电平，直到LM311吸收来自它的电流为止，从而产生一个低。

您具有下面的示意图，您可以开始在其位置安装所有东西。

第4步：制作变压器

变压器需要以特殊的方式缠绕在使其正常工作。

要做到这一点，我们将使用CFL灯泡中的变压器，相对于我过去收集的所有变压器而言，这是中等大小。为了重绕，我们首先需要将其拆开，方法是去除铁氧体磁芯周围的粘合剂，然后用打火机将其均匀加热，直到用于保持零件连接在一起的胶融化为止，然后可以提取核心的两个“ E”部分。不要呼吸烟气，因为用来将其固定在一起的胶水通常是廉价的中国东西，由谁知道呢。..

接下来，我们拿出铜线，剪掉一端并从中拉出。直到完全解决为止，理论上该线可以重复使用，但是许多变压器都浸在这种胶水或树脂中，对线进行涂覆，使其难以再次使用。

一旦我们有了芯的塑料部分和两个“ E”部分，就可以开始缠绕了，建议先清洗它们以清除残留物，因为芯非常脆弱，请不要掉下芯它可能会破裂。

我从PSU环形线圈上绕了10到20匝约0.5毫米的铜线，这将是主要的。匝数越大，电感越大，因此电流和频率就越小，以使其不超出饱和范围。更少的匝数意味着更少的频率，但是需要更高的电流，初级线圈匝数过多可能会因感应突跳而损坏MOSFET。

对于次级线圈，我通常使用约0.3mm的导线将变压器的其余部分缠绕至其体积的2/3。

厚度不是关键点，但初级线圈必须始终比次级线圈要厚，并且要足够厚，以使电流流过时不会过热。次级线圈不能太薄，否则可能会起弧，如果我们使用太多匝数，电流将太低而无法以可接受的速率为电容器充电。

使用反激式时，必须以正电流识别输出。这就是二极管的输出端，如果不确定如何执行此操作，请在毫安标度的两个输出端子上连接万用表，您将测量几毫安，该值的符号会告诉您方向。当前。

步骤5：二极管：重要说明

正如我之前所说，二极管必须放置在正电流端子上变压器的另一端将是负极，也将接地。

二极管将电荷保存在电容器中。即使UF4007的额定值为1 Amp和30 Amps峰值，我也不是很信任它们，所以我只使用了两个，以防万一。如果对此表示怀疑，可以使用额定电流更高的to220二极管。

第6步：

在将其焊接到位后，充电器应该可以正常工作。要校准最大充电电压，您需要执行以下步骤：

连接要充电的电容器组

将分压器电位计设置为最高电阻

将万用表连接到电容器组（设置为1000伏）

启动电路，等待直到其自动关闭

如果电压低于所需电压，则增加电阻，电压应上升直到再次停止在更高的电压。

重复步骤5，直到达到所需电压

使电容器组放电并再次充电，检查充电电压是否正确，如果超过极限，则稍微降低电阻。

如果您希望该充电器始终与使用相同充电电压的单一类型电容器一起使用，则可以使用以下公式计算电阻R2来替代15k和100k底池。请记住，U1将是您要充电的电容器的恒定电压。在这种情况下，U2将为Vin/2，因为我们使用12V供电，因此电路U2将等于6V。

要调整555定时器的频率，您可以更改555电位计的电阻。电阻越小意味着频率越高，反之亦然。我正确设置它的方法是使用一个大容量的电容器组并修改频率，直到获得最快的充电时间为止，这有点基本，但是可以用。