随着科技的高速发展，中国的电磁炮技术早已超越众多发达国家，在世界上拔得头筹。如今，共享着国家高速发展红利的我们也可以轻松地在家以低成本制作出自己的电磁炮

 

声明：

良好的法治环境需要大家共同维护，请牢记国家相关法律并严格遵守！

本项目严格按国家标准进行

 

本项目由作者独立开发开源，请不要在未标明出处情况下随意转载，请不要在未征得作者同意情况下私自用于商业用途（虽然感觉不会有人需要，但万一呢？所以：），可以通过添加微信与作者联系，微信：WZ1476001（因为马上要变成高中牲了，一个月才能回家一次，不能及时回复请见谅）

 

本电路中存在高压，请各位同学看完看懂电路后再小心使用（若没有相关电子知识请不要轻易尝试制作，会有很大安全隐患）

切勿触摸带高压的两个触点，建议使用绝缘热缩膜进行侧边绝缘并用绝缘硅胶进行首末级高压线路绝缘，若出现安全问题与作者和平台无关

 

 

特别鸣谢：

老爸：感谢老爸倾情赞助的4个IGBT！

嘉立创：感谢嘉立创为国内开发者提供便利实用的开发工具以及良好的开源环境，还有每个月两次的PCB免费打样

 

 

关键元件用料：

电容：两个450V820uF铝电解电容，体积是25mm*60mm

线圈：线径0.8mm，150匝，整体高度为28mm，外径为20mm，内孔径为8mm

电子开关：采用了高峰值电流的汽车级IGBT，型号为AIKQ120N60CT（丝印：AK120DCT），峰值电流为480A，具体参数请自行查询数据手册（AIKQ120N60CT_PDF_数据手册_Datasheet_规格书 - 半导小芯 (semiee.com)），

需要注意的是，如果你不是在专业平台购买的绝对正版IGBT，请不要上过高电压，否则会烧，在此再次感谢老爸赞助的4个IGBT！

保护二极管：大电流快恢复贴片二极管RS5M，工作电流为5A，对应直插型号为FR507，选用贴片封装是为了方便焊接和使外观更加优雅

放电电阻：R8~R13为六个2W功率，封装为2512的升功率电阻，各位在选购电阻需注意切勿买成功率为1W的普通电阻，否则可能导致烧电阻

*本电路中所有贴片元件皆采用不小于0805的封装，目的是降低手焊难度

*四级成本为两百左右，算是很低了，感兴趣的同学尽管尝试

*画图时因为有些元件没有3D模型，所以用了同封装的元件改名来替代，元件下单时请自行搜索型号下单，切勿直接按BOM文件下单，否则可能导致型号错误

 

关键网络：

+12V：12V控制电源网络（我使用的电池是3S锂电池），

 

VCC：VCC-D1压降≈电容充电最终电压，VCC就是升压模块的输出，建议在首级连接VCC（具体原因见【铜柱结构】），设计时预设VCC为250V，实际可在5V-360V间自由调节（360V为0.8*电容额定电压，剩下20%作为余量）

 

C_O：意思是Capacitance_Out（电容输出），也就是电容正极，同时也是线圈的输入

 

L_-：线圈的输出

 

GND：公共地

 

 

铜柱结构：

本电磁炮采用铜柱能量传输结构，四个角落各连接1根M3铜柱，在此特别感谢将这种特别好的能量传输方式分享出来的B站UP主@-中中-,他的视频对那时初二刚认识电磁炮的我有很大帮助和启发，很推荐感兴趣的同学去看看（具体视频标题是：【硬核&记录】我用5年时间做了8代电磁炮！！！）

左上角铜柱定义为+12V电源网络，直接连接12V电源正极

右上角铜柱定义为CONNECT，当连接高压电源的电路板上K1触发，VCC会经过两个NTC热敏电阻连接到各级电路板的CONNECT网络

而最下端两个铜柱属于同一网络GND

 

 

接下来是对各部分电路的具体解释，帮助刚开始学习电子的同学理解

（包括一些细节的解释）

 

【电容充能】

这部分电路加了两个NTC热敏电阻用来限流，可以避免开关内触点的接触火花，以延长开关的寿命，不过因为开关选择的是额定电流为2A的微动开关，所以也可以选择不装NTC热敏电阻，直接将NTC电阻的触点短接

当连接高压电源的电路板上K1触发，VCC会经过两个NTC热敏电阻连接到各级电路板的CONNECT网络，所以在【电容充能】部分电路中，只需在连接高压电源（就是VCC）的一块电路板上安装K1、R1和R2，建议选择首级，若是安装在后级K1可能受到阻挡，不方便使用

 

【电压指示】

在左边两个连接了电容的高压指示电路中运用两个s8050三极管，避免直接接电容导致功耗过高，也避免LED在电压相对低时不亮，电压高时太亮的问题

因为指示电路直接连接电容两端，所以也可作为放电指示，当电压大于10V左右时红灯亮起，表示电容正在充电或电压未放尽，当电压大于220V左右时绿灯亮起，表示基本达到预设的250V电压（设计电路的时候将电压预设为250V，实际上可以更高，也可以更低），也可以外接一个500VLED电压表作为电压指示

右边的蓝色指示灯用来提示12V电源供电正常

 

【电容放电】

这部分电路要做的目的是防止在电容电压未放尽但是不发射的情况下电容内储存的高压伤到人

当电容电压为250V时，开启放电开关后25S后电容两端电压降为人体安全电压，当开启开关40s后电容电压降为10V左右

 

【光电信号】

LED4为红外发射管，LED5为红外接收管，当LED5能接收到红外光时LED5电阻接近与0，Q3的BE间电压过低导致其截止，PC817不触发，Q6_Contorl网络此时的电压为0V；当炮弹阻挡了红外光，LED5的电阻会急剧上升，此时Q3的Base级处于高电位，Q3导通，LED6作为指示灯被点亮，PC817内部LED也同时点亮，43引脚导通，Q6_Contorl网络此时的电压接近12V

 

【线圈放电】

当Q6_Control网络处于高电平状态时，Q4因为BE间为高电平所以不导通放电，ZD2将电压控制在10V，故Q6的GE间会有10V的电压；当Q6_Control网络处于低电平状态时，Q4的Base级处于低电位，CE导通，将Q6的GE间极电容电压快速泄放掉，因为Q4的CE间会有很小的压降，导致Q6的GE间电压无法完全泄放，所以加了一个阻值为10K的R19用于彻底放电

 

PCB布局：

本电路将体积最大的核心原件：电容、线圈和IGBT以及两个体积相对大的接线口放在PCB背面，正面体积较大的K1仅需在一级安装（建议首级），这样更方便多级的搭建

 

上部分是电路的控制信号发生部分

 

右上的一小部分为充电控制电路

 

下方为放电电路，使用6个2W升功率电阻，250V时实际工作功率为11W多

 

中左为电压监测电路

 

PCB尺寸：5.55cm*5.4cm

 

 

操作

 

使用时：

请先将放电开关拨至OFF档位，再按下K1对电容进行充电，待电压达到预设电压时松开K1，将发射开关拨至ON档位，若光电开关处已有炮弹阻挡则会立刻发射，也可先打开发射开关再填入炮弹，当炮弹阻碍到光电开关时会自动发射

 

不用时：

请先将发射开关拨至OFF档位，再将放电开关拨至ON档位对电容进行放电，当电容电压为250V时电容放电25s左右会降为人体安全电压，放电40s左右降为10V，在电容放电为人体安全电压以下前请勿用手触碰电容两级

 

成品

 

那么这就是最后的成品了，你觉得怎么样呢？

（这狗子自己跑过来的

 

 

 

 

测速

建议在电磁炮的最后级后面再加一块无动力系统的空白PCB，一个原因是为了更加美观整齐，同时，如果有示波器的同学可以使用这块PCB进行测速，具体操作如下：

 

要实现用最后一块板测速，我们需要在最后这块PCB板上焊出【光电信号】部分电路：

作者在这部分电路的左边留了两个标识为[T+]和[T-]的焊盘，在有炮弹阻挡红外接收管接收红外光时，Q3的E极会处于高电平，电压为PC817控制端的二极管压降加LED6的压降，约为4V~4.5V，这两点就是直接连在LED6的正极和PC817的引脚2上的

 

将示波器调制直流脉冲检测模式可以测量出这段高电平的时长，也就是炮弹经过炮弹长度（我用的是20mm的炮弹）的距离所用的时长，然后就可以用初中学习的v=s/t算出炮弹的速度，举个例子：

 

若这个炮弹长度为20mm（0.02m），高电平的时长为10ms（0.01s），那么炮弹速度就为0.02m/0.01s=2m/s

 

不过这个方法多少会有些误差，而且稍微有点麻烦，有条件的同学直接买电磁炮测速模块更好，这仅作为一个更经济的参考方案

 

关于下一代的展望

因为马上要变成高中牲上高中了，所以未来三年可能没什么时间完成下一代的开发

但是在我脑海里已经想出来了未来两代的框架，所以下一代应该在三年后由高中毕业闲家的我发布，当然如果大家对本项目支持的话也可能由高中三年间摸鱼的我发布，不过更希望的是这篇文章可以对一些刚入门电子的同学有些帮助，下一代、两代、三代。。。由热爱学习的大家一起开发、开源

 

目前这一代还是有很多值得改进的地方的，这里先将我的想法简单说一下，感兴趣的同学可以看看：

结构依旧采用四铜柱结构，不同的是将首级为ZVS电源板兼控制板，+12V铜柱改为信号铜柱，只有在首级电源板上的启动开关开启后，后级才获得+12V的供电

后级将开关删去，当获得12V电压时就处于开启状态，这样就不用一个一个开启发射的开关了

考虑将CONNECT网络直接与C_+网络合并，这样便可以只在首级电源板上绘制电压指示电路

将不必要线圈放电电路删去，不使用时注意不要充电就行了，这样体积可以更小一些

同时将两个电容改为一个容量更大的闪光灯电容，具体位置布局暂未有很好的安排

最好在首级上对电容充电限制电路再进行优化

将IGBT从直插改成贴片，不一味追求IGBT的高电流参数，选取性能好的，价格更优的，更合适的

改动完后整个电路只有首级有电容充能限制电路、电压指示电路以及两个控制开关，后级电路精简了很多，体积也变小

关于安全问题目前没想到比用绝缘热缩膜进行侧边绝缘并用绝缘硅胶进行首末级高压线路绝缘更安全与便利的方法，大家如果有更好的想法可以写在评论区一同交流

 

 

 

如果你对电磁炮或者电子电路很感兴趣，但又没有电子知识，那么我推荐你去看看B站一位老师【多多百科】的视频，这位老师算是我玩的电磁炮和电子的入门老师，边实验边讲解，解释通俗易懂，他的很多视频对刚开始认识电子我都很有帮助

 

最后再次建议大家用PVC绝缘热缩膜进行侧边绝缘并用绝缘硅胶进行首末级高压线路绝缘，以排除安全隐患，安全第一！！！

 

*下方的电路图中只有V3.0是正确的版本，其他版本都是这段时间头脑风暴产生的淘汰物，PCB结构和布局有点问题，所以电路后面也没有花很多时间改，电路图与PCB有很多地方是错误的，感兴趣的同学可以随便看看