高压电DIY:高压发生器、等离子蚀刻和电弧球

高压DIY之中，必不可少的设备是一个高压发生器，有了它你可以玩出各种各样的花样。我在这里制作的是一个可调高压发生器，并且为你示范用它来做超酷的等离子蚀刻和绚丽的电弧球。更多高压小玩意，还有待你来自行开发。

1 电路原理

高压DIY之中，必不可少的器材是一个高压发生器，依靠它可以玩出各种各样的花样。在淘宝上可以买到各种各样的高压模块，小到电蚊拍，负离子发生器，大到电网捕兽机。但是对于我等DIYer来讲，有什么比一个自行量身定做的可调高压发生器更适合呢？

电路来源 ，在原图基础上稍有调整。

上图是一个简易高压发生器，使用一块固定频率脉宽调制电路TL494产生方波信号控制MOS管Q1，Q1上的交变电流在通过串联的黑白电视机高压包T的时候升压到2k~10kV，升压后经高压包次级串联的高压整流二极管半波整流，输出带直流分量的高频高压（或者说带高频纹波的直流高压也行，两者是一回事）。

作为专业的电源芯片（可以在一些电脑ATX电源里找到这枚上世纪80年代TI推出的经典开关电源主控芯片），TL494具有丰富的功能，但这里只用了其中的一小部分。升压电路使用了最为简单的不带磁复位的单管正激拓扑，并且没有采样反馈部分，事实上这里的TL494只相当于一个频率和占空比可变的方波发生器，因此也可以用其他的方波振荡电路，比如555集成电路或运放或晶体管构成的多谐振荡器代替。

这个电路的几个重点参数（它们对之后的调试很有用）如下：输出方波的频率由TL494的5脚对地电容和6脚对地电阻决定，fosc=1.1/（R1+RP2）•C2。方波占空比由RP1上的分压决定，可以在0%~100%之间调节，进而调节变压器的电流和输出电压。

TL494的工作方式细节

想进一步改进该电路的话， 更多可用的正激电源拓扑

2 材料准备

需要的电子器材：

16脚DIP插座x1

TL494芯片 x1

 4700uF，16V电容 x1

100nF瓷片电容x1

 10nF 瓷片电容x1

 50k电位器x1

10k电位器x1

1.5k电阻 x1

 10欧电阻 x1

 IRF540 MOS管+散热片 x1

 IN5819二极管 x1

8脚黑白电视机高压包 x1 淘宝链接

万能电路板（洞洞板）x1

导线若干

其他设备：

● 电烙铁

● 焊锡/松香

● 12V/2A电源

● 万用表

● 示波器（最好有）

● 热风q（如果你选用了贴片元件）

● 调节电位器用的小螺丝刀

大部分元件的宽容度很高，并不要求参数很准确，比如说1.6k或1.8k的电阻都可以用来代替R1。一些有特殊要求的器件如下：

● 电位器：普通的电位器就能用，但如果想精确调整的话，推荐使用多圈可调电位器。为了调节方便，还需要一把小螺丝刀。

● MOS管：这里用的是IRF540。用其他MOS管替代的话，要求Vdss在80V以上，Vth的最小值在2V~4V，导通电阻尽可能小（IRF540是0.077欧），同时做好散热片配备。特别要说的一点是，一些高性能的MOS（比如主板上的供电MOS）由于Vth的最小值过低（它们能在很低的栅压下导通，在大部分情况下这是优点），用在这个电路上容易误触发导致占空比调节困难（RP1稍一调整电流就急剧上升），所以使用替代器件时一定要注意参数。

● 高压包：使用黑白电视机的8脚高压包。如果只是产生高压玩玩，可以直接用原有的初级线圈。但是直接在磁棒上重绕初级线圈来提高输出电压也是流行的玩法之一。

● 彩电的高压包不适于这一电路，因为它们的初级设计电压是220V，需要根据匝数对它们进行改装才好用。但是它们的输出电压比黑白电视机高不少，在制作20-40kV输出的高压产生器时少不了它们。