10kV Taser

Wahrscheinlich jeder kleine Junge war fasziniert von sichtbarer Elektrizität, mich eingeschlossen. Also fing ich schon als Kind an den kleinen “Elektroschoker” von Mosfetkiller nachzubauen. Allerdings hatte ich selbstverständlich keinen Durchblick, warum dies funktionierte und konnte es somit auch kaum verbessern…

FNPWPZEIJD55XXL.LARGE

Jetzt, etwa 10 Jahre später, beschäftige ich mich neben meinem Studium auch privat viel mit Elektrizität und Elektronik. Also beschlossich mich mit dem Thema “HV – High Voltage” mehr auseinanderzusetzen, und eine Hochspannungsquelle zu bauen.

Nach ein paar Stunden googlen stieß ich auf HV-Kaskaden und rückwärtsgepolte Printtrafos. Es gab, wie zum Beispiel auf Mosfetkiller, Schaltungen mit sogenannten Feedbackspulen, die keinen externen Oszillator benötigen. Allerdings wollte ich die höchste Spannug erreichen und entschied mich nach einigen Messungen mit einem Oszilloskop für einen NE-555, weil man mit diesem Timerbaustein individuelle Frequenzen und Tastgrade erreichen kann. Die ermittelte ideale Frequenz (Rechteckskurve) betrug ~100 Hz.

Also baute ich einen Astabilen Multivibrator (Tastgrad D =~50%) mit dem NE-555. Allerdings hatte ich gerade keine Diode zur Hand, weswegen ich einen Tastgrad von etwas über 50% mit dieser Beschaltung erreichte. Mehr zum NE-555 als Astabiler Multivbratior -> Elektronik Kompendium. Da ich den Tazer handgerecht machen wollte, entschied ich mich für eine 9V-Block Spannungsversorgung. (Siehe Schaltplan)

Der Zweite wichtige Baustein ist der Trafo. Da es zu den gängigen Printtrafos bei Conrad keine Angaben zu Übersetzungsverhältnissen o.Ä. gibt, blieb mir nichts anderes übrig als damit zu experimentieren und seine Leistung zu testen. Ich kam zu dem Ergebnis, dass der sich einstellende Strom der 2 in Reihe geschalteten 9-V Blöcken (18 V), und die Spannung nicht hoch genug sind, um dem Trafo bei dieser Beschaltung zu schaden, weswegen ich auf Vorwiderstände verzichtete. Der MOSFET IRFZ-44N kann ebenfalls ohne Probleme mit diesem Strom umgehen.

Der NE-555 steuert den Mosfet mit einer Frequenz von 100 Hz
(Rechteckskurve) an, welcher das Signal, in anbetracht dass die
aufsteigende Flanke kurz vor Umax "abgerundet" ist, weitergibt.
Dadurch wird auch an unserer Primärspule (Printtrafo: Sekundärspule),
eine Rechtecksspannung (Umin = 0V, Umax = 18V) angelegt.

Kommen wir nun zur Kaskade. Die bereits relativ hohe Spannung am Printtrafo sollte sich jetzt um ein vielfaches erhöhen. Da im Trafo ein magnetfeld aufgebaut wird und dies in der zweiten Hälfte der Periode wieder zusammenbricht, entsteht eine negative Spannnung. Daraus resultiert, dass die erste Halbwelle den C3 auflädt, und die zweite Halbwellle(Mithilfe der Spannung am C3) den C4 woraus sich folgende Formal ergibt:

 Ug = Ua + n * Ua = Ua * (1+n)

Wobei n für die Anzahl der Stufen steht.

Bei 6-8 Stufen stellt sich nach einiger Zeit eine Spannung von 10-12 kV ein. Die Spannung wird hinter dem letzen (geraden C14, C16 …) Kondensator und vor dem Ersten abgenommen und für den Lichtbogen dann kurzgeschlossen.

Hier findet Ihr diesen Beitrag ein wenig ausführlicher und auf Englisch:

10-15kV-Tazer-High-Voltage-Multiplier

Schaltplan:

FIP911RIJD55ZJM.LARGE

>Groß

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

1 + 9 =