Следует понимать как должен работать электропастух и почему катушка зажигания не лучший вариант. Попробуем оторваться от красивых искорок, разобраться в чем дело и понять, можно ли полностью своими руками сделать качественное устройство.
Большинство приборов подобного типа работают по схожему алгоритму: первичный преобразователь заряжает конденсатор до определенного напряжения ~600-900 вольт, после чего с интервалом один раз в секунду он разряжается на первичную обмотку выходного высоковольтного трансформатора.
Показатели мощности электропастуха зависят от напряжения и емкости конденсатора, габаритной мощности сердечника высоковольтного трансформатора, коэффициента трансформации и сопротивления первичной и вторичной обмоток. Посмотрим на аккумуляторные версии электропастуха известного производителя и обратим внимание на параметры «Энергия заряда конденсатора» и «Максимальная энергия импульса».
Мощность выходного импульса не может равняться энергии накопленной в конденсаторе т.к. энергия преобразуется через трансформатор и соответственно возникают потери растущие по мере увеличения мощности. Взяв из таблицы первый и последний прибор, заметим что при 1.4J на конденсаторе и 1.2J на выходе имеем КПД = 85.71%, а при 20J и 10.5J КПД уже будет равен 52.5%.
При напряжении 600V для 1.4J нужен конденсатор на 8uF, при напряжении 900V – 3.5uF. Если взять 20J, то при напряжении 600V потребуется емкость в 112uF, при 900V будет нужно 50uF. Следует учесть что обычные электролитические конденсаторы здесь не подходят т.к. нужны высокие пусковые токи. Посмотрим как это выглядит в изделиях:
Здесь я подобрал несколько фотографий внутренностей довольно мощных электропастухов. По изображениям очень хорошо можно оценить количество и размер конденсаторов обеспечивающих необходимую силу разряда – как правило это плёночные конденсаторы на 900V, подробнее узнать про которые можно набрав в поисковике «electric fence capacitor».
Нашел генератор импульсов ГИ-07.085А12 и обратил внимание что выход высоковольтного трансформатора ничем не защищен что возможно далеко не лучшее решение. В зарубежных аналогах как это можно увидеть на предыдущей фотографии, вторичная обмотка защищена как минимум сборкой варисторов.
В ютубе нашел очень полезный ролик с формой импульса JVA MB8 Mains/Battery Electric Fence IP Energizer мощностью 8 Джоулей при тесте на общепринятую нагрузку 500Ом.
На экране осциллографа видно что длительность импульса составляет 100 микросекунд при максимальной амплитуде напряжения равной около 1750 Вольт. То есть мы уже имеем данные от которых можно отталкиваться при создании хорошего электропастуха.
На катушке зажигания и 555 таймере
Теперь рассмотрим варианты электропастуха в качестве выходного трансформатора использующие катушку зажигания, при этом сразу земетим, что катушки зажигания в зависимости от модели могут сильно отличаться друг от друга. Нам будут важны такие параметры как коэффициент трансформации и сопротивление обмоток.
Почему это важно? Посмотрим что пишут люди.
Теперь я думаю понятно почему электропастух на трёх ne555 как и прочие схемы где транзистор накачивает первичную обмотку используя катушку зажигания как двухобмоточный дроссель рассматривать абсолютно не стоит. Работать нужно с классической схемой в которой заряженный до высокого напряжения конденсатор коммутируется тиристором на первичную обмотку.
Тем не менее, даже классическое включение катушки зажигания не сможет обеспечить энергию импульса сравнимую с высоковольтным трансформатором промышленного электропастуха, в связи с чем следует четко понимать, что работать такая самоделка будет только с «чистой» изгородью и хорошими изоляторами. Под словом чистой – подразумевается отсутствие касаний травы, кустов и прочей растительности. Слабый импульс и высокое сопротивление вторичной обмотки не сможет обеспечить необходимый ток для отжига растительности, соответственно практически любое замыкание провода на растительность тут же отключит изгородь.
P.S. Статья в процессе написания, далее будет замер мощности импульса катушки зажигания и разработка самодельного трансформатора.