Тема высоковольтных импульсных генераторов волнует уже не одно поколение искателей свободной энергии. Исследователи хорошо знают, что сжать импульс по времени, и при этом растянуть его по амплитуде, не так-то просто. А ведь именно это и требуется для получения некоторых сопутствующих эффектов. Здесь мы представим ещё один вариант такой технологии, позволяющий собрать и настроить устройство, способное генерировать однополярные импульсы от 900 до 3000 В, и шириной от 80 до 600 нс. Оно состоит из недорогих и общедоступных деталей и собирается за один вечер. В отличие от предыдущей схемы, которая работала на mosfet транзисторе, этот схемотехнический вариант будет рассчитан на составной биполярный транзистор. Также, здесь будет применено ферромагнитное кольцо положительной обратной связи из новых мета материалов.

Tr1 нарисован на схеме буквально: первичная обмотка — это один виток, вторичная — два витка вокруг кольца. Один виток первичной обмотки представляет собой провод, пропущенный сквозь кольцо. Начало этих обмоток изображено на схемах точкой, что важно не перепутать при сборке. Этот трансформатор задаёт основные параметры всего устройства и ему нужно уделить особое внимание.

Работа схемы довольно простая. Схемотехнически, трансформатор Tr1 создаёт положительную обратную связь для транзистора VT1 через ёмкость C2. Резисторы R1 и R2 создают смещение на базе этого транзистора, а также, совместно с C2 образуют временну́ю задержку между импульсами. Это позволяет регулировать их частоту при помощи R1, при неизменных параметрах самих импульсов. Дроссели L1 и L2 регулируют форму выходного импульса, и при внешних нагрузках должны быть отключены путём замыкания контактов переключателей SW1 и SW2.

На рисунке 1 представлена базовая схема устройства. Оно способно работать как самостоятельно, если замкнуть выводы X1 и X2 (рис. 3a), так и с внешней нагрузкой, если подключить её к этим выводам (рис. 3b,3c). Основной тип внешней нагрузки — импульсный трансформатор, который способен увеличить выходную амплитуду всего устройства. Так, например, трансформатор, подробно описанный здесь, и подключённый к выводам X1 и X2 (рис. 3c), может давать на своей вторичной обмотке однополярные импульсы амплитудой 1.5-3 кВ, в зависимости от напряжения питания схемы. Осциллограмма процесса с таким трансформатором изображена на фото 5.

Подобный импульсный трансформатор можно собрать, исходя из следующих соображений. Провод первичной и вторичной обмоток должен отстоять от сердечника, на который они наматываются, минимум на 2 мм. Больше — лучше. Также, должен быть зазор между этими обмотками: первичной и вторичной. Сделать правильно такой трансформатор — целое искусство, но это даёт определённый простор для творчества нашим уважаемым читателям. Трансформатор, намотанный классическим способом, здесь работать не будет.

Нагрузка в виде высоковольтного трансформатора отличается появлением на её вторичной высоковольтной обмотке пачек квази синусоидальных колебаний, т.к. такая обмотка обладает большой собственной ёмкостью. Осциллограмма процесса с высоковольтным трансофрматором изображена на фото 6. Устройство с таким трансформатором способно выдавать 6 кВ при 12 В питания, и 12-15 кВ при 25-30 В питания. При этом, даже при самой длинной искре (5-6 мм), генератор потребляет порядка 3 Вт, а его элементы не греются, что говорит о хорошем рабочем КПД. Такой вариант схемы и внешней нагрузки можно рекомендовать для устройств высоковольного преобразования.

Ниже приводятся осциллограммы некоторых процессов генератора. Up — напряжение питания схемы.

Если подключить индуктор трансформатора Теслы к выводам X1-X2, а нижний его конец — к заземлению, то такая система также будет работать. Правда в этом случае, его лучше всего использовать с ферромагнитным сердечником. При некоторых соотношениях размеров трансформатора, и положения сердечника, можно добиться сильного свечения люминисцентной лампы, расположенной рядом с горячим концом вторички. Но поскольку этот режим нестабильный, то мы его не можем рекомендовать для постоянного применения.

Интересно также, что в качестве внешней нагрузки подходит и трансформатор ТДКС, правда на нём вам придётся найти подходящие обмотки. Но в этом случае, ТДКС может работать потребляя всего несколько ватт мощности от источника питания.

Такой вариант схемы изображён на рисунке 2; он позволяет подавать от внешнего управляющего генератора GG1 прямоугольные импульсы, и синхонизировать их с частотой и фазой нашего устройства. Внешний генератор подключается ко входам X3 и X4 (рис. 3d), при этом контакты перереключателя SW3 должны быть разомкнуты. Если контакты этого перереключателя замкнуть, то наше устройство перестанет управляться извне и перейдёт на базовый режим по схеме 1.

Внешнее управление осуществляется при помощи mosfet транзистора VT2, на затвор которого подаются прямоугольные управляющие импульсы от внешнего низкочастотного генератора. Супрессор D1 в данном случае обязателен, он защищает как сам транзистор, так и внешний генератор, от возможных высоковольтных выбросов схемы. В схеме может применяться внешнее управление с импульсами амплитудой в от 5-ти (TTL-выходы) до 12-ти вольт, что обеспечивается относительно лёгким транзистором VT2 со специальным затвором.

Очень важно, чтобы частота внешнего генератора и частота повторения импульсов схемы примерно совпадали. Тогда VT2 будет синхронизировать эти импульсы с точность до фазы. Этого можно добиться, если временно закоротить сток-исток VT2 (замкнуть контакты SW3), и сопротивлением R1 установить частоту, примерно совпадающую с частотой внешнего генератора. После раскорачивания мы должны получить синхронизированные высоковольтные импульсы, частоту которых можно подстраивать в некоторых пределах внешним генератором (обычно не более 25-35%).

Трансформатор Tr1 — это сердце всего устройства, от него зависят все основные характеристики. В ранних версиях такого генератора применялось кольцо из феррита. Феррит давал неплохие характеристики, но генератор работал лишь на слабые нагрузки. Если применить такое же кольцо в данной схеме, то с ним генератор не выдаст заявленные амлпитуды выходного сигнала (в несколько раз меньше). Поэтому в представленной здесь схемотехнике применяется кольцо из нанокристаллина, размерами 10*14*4.5 мм. Этот материал имеет лучшее быстродействие и, при этом, большую относительную проницаемость. Можно применить и другие типоразмеры кольца, но важно помнить, что чем меньше его сечение, тем быстрее оно будет насыщаться, и тем лучше будут временны́е характеристики устройства.

Далее приводится список остальных электронных деталей и их возможные замены (в скобках):

• VT1 — составной импульсный высоковольтный транзистор BU808DFI, с защитными диодами;
• VT2 (только для схемы 2) — низковольтный mosfet транзистор IRLZ44NPBF (IRLZ34NPBF, IRLR3105TRPBF);
• L1, L2 — дроссели на 22 мкГн, например такие;
• C1, C2 — конденсаторы с хорошими высокочастотными характеристиками, на напряжение не менее 100 В, например полиэфирные;
• R1, R2 — резисторы, рассчитанные на мощность не менее 0.5 Вт (R2 можно составить из двух последовательно соединённых резисторов по 0.25 Вт);
• SW1-SW3 — любые переключатели, например такие;
• D1-D3 — супрессоры на 400 В - P6KE400CA;
• D4 (только для схемы 2) — супрессор на 51 В - P6KE51A.

Устройство можно собрать на макетной плате. Все элементы схемы желательно располагать как можно ближе друг к другу, т.к. длинные проводники ухудшают характеристики устройства.

Транзистор VT1 желательно сделать выносным, на разъёме, чтобы его можно было оперативно менять. Можно также порекомендовать подобрать транзистор из партии для достижения наилучшего результата по амплитуде выходного сигнала. Все транзисторы схемы можно не ставить на радиатор.

Подключите собранное устройство, и осциллограф OSC к нему так, как это показано на рисунке 3a (замкните перемычкой X1 и X2). Контакты переключателей SW1 и SW2 должны быть разомкнуты, а контакт SW3 — замкнут (если настраивается схема 2). После чего подайте на схему 12 вольт питания. При правильно собранной схеме, она начнёт работать сразу. Если этого не произошло, то проверьте подключение обмоток Tr1: от правильности их подключения зависит очень многое. Начало обмоток этого трансформатора указаны на схеме чёрными кружочками (рис. 1,2).

Далее, можно манипулировать переключением SW1 и SW2 для получения нужного высоковольтного импульса. Этими переключателями, также, можно подстраивать выходной импульс, если подключена внешняя нагрузка.

Ниже приводится профессиональная разводка печатной платы для варианта по схеме на рисунке 2, с учётом всех необходимых требований к монтажу. Трансформатор Tr1 подключается к выводам XT1-XT3, размещённым на плате.