Z kategorie:  ...Tesla trafo

Hned na začátek musím upozornit, že nikoho nenabádám, aby podobně nebezpečné zařízení stavěl a nenesu jakoukoliv zodpovědnost za případnou újmu na majetku a zdraví. Samotné výboje z Teslova transformátoru nebezpečné nejsou - můžou spíše popálit, ale koncový stupeň je napájen přímo z rozvodné sítě 230V. Fotky máte možnost shlédnout ve fotoalbu - odkaz je ZDE.

Po prvotním úspěchu s mým budičem koncového polomostu s 2x IRFP460A(Integráč od International Rectifier - IR2153, nastalo dosti velké zklamání. Již od začátku tohoto roku jsem se marně snažil zprovoznit fungující polovodičově buzený Teslův transformátor, tedy SSTC(Solid State Tesla Coil). Po každém zapnutí to však prásklo a mohl jsem vyhodit další dva proražené FETy IRFP460 a také budicí integráč IR2153. Zapojení jsem původně ošlehnul od DANYKA. Jak jsem však musel konstatovat, vinu nenese pouze ten integrovaný budič, ale je nutné desku budiče odstínit v plechové bedně - v mém případě se momentálně jedná o plechovku od PC zdroje. Není divu - okolo celého tesláku vzniká dosti silné elektrostatické pole a to ovlivňuje elektroniku. Pak není divu, že budič sepne chybně a odpálí koncové FETy.

Schéma nového budiče SSTC - obrázek .gif

Schéma koncáku - polomostu 2xIRFP460A - obrázek .gif

Zapojení nového budiče jsem okopíroval od S.Mašláně z jeho stránek. Už jsem jej měl postavené loni, ale na zkušební desce plošného spoje a také jsem se neodhodlal k navinutí toroidního transformátoru - GDT. Až na letošním setkání stavitelů Teslových transformátorů - Teslathoně jsem zíkal více zkušeností s tímto trafem. A vůbec nic na něm není. Vinutí vineme zvonkovým drátem kvadriliárně - čtyřmi drátky najednou - 14závitů. Pak už jen stačí správně zapojit začátky a konce vinutí, jak je nakresleno ve schématu. Důležité je, aby koncové FETy dostávaly signál do gejtů v protifázi, jinak by seply oba najednou a to byla jejich jasná smrt. Jako jádro k navinutí GDT jsem použil toroid z počítačového zdroje - původně tam sloužil jako tlumivka. A jak vidíte na průběhu napětí snímaném osciloskopem, výsledný budící signál je více než dobrý - má ostré náběžné a sestupné hrany, což je velmi důležité.

Začněme od budiče - základem je napěťově laděný oscilátor(VCO - Voltage Control Oscillator) tvořený obvodem 4046. Jeho výstup je tvarován několika schmidtovými klopnými obvody IO - 4584, z nichž jeden slouží jako invertor pro otočení fáze signálu do druhého koncového stupně. Výstupní tranzistory FET IR830A je potřeba připevnit izolovaně na menší chladič, při připojení k GDT trochu topí. To samé platí o stabilizátoru 7812 ve zdroji, odběr činí při maximální výstupní frekvenci až 1A. Zapojení neskrývá žádné záludnosti a musí fungovat na první zapnutí.

Koncový stupeň za GDT je v zapojení klasický poloviční můstek. Napájím jej jednocestně usměrněným síťovým napětím. K filtraci slouží elektrolytický kondenzátor 100uF. Napájení mám připojené přes regulační autotransformátor, což značně ulehčí ladění. Nastavím asi 50V, naladím dle výchylky ručky ampérmetru v přívodu a pomalu zvýším napětí. Současně dolaďuji rezonanci budičem. A výsledek? Jak jinak než dobrý.

Aktualizace 13.06.2009 - dnes jsem doplnil k budiči dynamické dolaďování kmitočtu. Jedná se o připojení pulsního napětí z pomocného transformátoru, usměrněného můstkem a superponovaného na ladicí napětí VCO oscilátoru 4046. Vše je dokresleno ve schématu budiče:

Schéma nového budiče SSTC - obrázek .gif

Výsledkem nového zapojení jsou velice jemňoučké a mnohačetné vlasovité výboje. Jsou o mnoho hlučnější a úchvatnější. Příkon ze sítě přitom spadl z 600W na nějakých 300W a výboje jsou stále dlouhé něco přes 25cm. Pokochejte se fotkami dnešních výbojů. Bohužel se zvedla ztráta na ochranných diodách v koncovém stupni polomůstku. V tomto případě by to chtělo ošetřit tzv. Dead time mezi spínáním a rozpínáním koncových trazistorů - jedná se o časové mezery mezi impulsy, aby jeden tranzistor stihl vypnout, než druhý sepne, jinak spínají do sebe a vše chytají ochranné diody.

Aktualizace 16.06.2009 - Audiomodulace SSTC - Jelikož nemám ještě dost ze zážitků z nového budiče koncáku polomostu, který se mi doposud ještě nepodařilo odpálit, ač s ním provádím úplné psí kusy, uveřejňuji můj první pokus s audiomodulací rezonanční frekvence Teslova transformátoru. Jedná se z principu o tzv. plazmový reproduktor - tento princip se seriózně používá v praxi u výkonnějších ozvučovacích zařízení. Momentálně dosahuji bez problémů výbojů o délce 30cm s audiomodulací a příkon ze sítě činí 600W, ale přes regulační transformátor to je napájeno téměř 270Volty.Odkaz na video uveřejněné na serveru YOUTUBE je ZDE.

Aktualizace 18.06.2009 - konečně kompaktní SSTC koncový polomost - včera se mi podařilo zprovoznit kompaktní koncový stupeň s FETy 2xIRFP460A. S minulým budičem IR2153 jsem v něm odprásknul více než deset trazistorů bez jakéhokoliv výboje. Teď je vše úplně jinak. Plošný spoj s koncákem jsem umístil po přiříznutí chladičů do bedny od PC zdroje. Ventilátor vzadu je otočený, takže tlačí proud vzduchu do žeber chladičů. Chlazení je dostatečné, včera jsem testoval koncák při běhu s plnými výboji téměř dvacet minut bez většího ohřevu. Ale vraťme se ke konstrukci. Polomost je napájen přes jednocestný usměrňovač tvořený dvojicí paralelně zapojených diod. V normálním režimu pracuje bez filtrace. Pokud však přepnu budič do režimu audiomodulace, je nutné přepínačem připojit filtrační kondenzátor - v mém případě se jedná o 470uF/400V. To je kompromis, neboť je zvuk mírně zkreslen střídavou složkou. V testovacím zařízení jsem používal dva kondy paralelně, jenomže teď je do bedny nemohu dát - špatně by se vyměňoval koncový tranzistor po případném průrazu.

V tomto novém koncáku používám i nově navinuté budící trafo - GDT(Gate Drive Transformer). Je navinutý čtyřmi zvonkovými drátky najednou a má 14závitů. Vinul jsem jej na feritový torid původně sloužící v PC zdroji coby tlumivka. Na fotce máte možnost zhlédnout průbeh obdélníkového signálu na gatech koncových tranzistorů - to nemá chybu. Včera jsem byl zcela unešen tím, že koncák funguje úplně bez problémů a hlavně bez likvidace tranzistorů. Zpočátku bylo zařízení opatrně napájeno přes regulační transformátor, ale pak jsem se snažil nasimulovat úplně nemožné situace,a bych odprásknul koncové FETy. Avšak bezúspěšně. Různé chytání výbojů do ruky, šroubováku, zářivky a žárovky skončilo přímým připojováním koncového stupně přímo na síť. Vše přežil. Takže to přikládám hlavně bezvadnému stínění budiče, což je velmi důležité. Obrovské elektrostatické pole v okolí tesláku dosti zblne jakoukoliv elektroniku, což je vidět kupříkladu na připojeném MP3 přehrávači, který se co chvíli sám vypíná, nebo si přepíná funkce.

Aktualizace 19.06.2009 - plazmová koule na vrcholku SSTC - před chvílí jsem umístil na vrcholek polovodičově buzeného transformátoru SSTC žárovku o příkonu 150W. Plazmové výboje jsou více než úchvatné, jenomže po pár vteřinách to jaksi nepochopila skleněná baňka žárovky a explodovala, proto Vás chci před podobnými pokusy varovat, jde především o oči.

Aktualizace 13.10.2009 - po zářijovém Teslathoně na Moravě u Limkeho jsem začal pracovat na svém SSTC. První byl na řadě nový GDT budič - objednal jsem si gatedrivery od Texas Instruments. Ty mají vstup Enable, který umožňuje připojení interruptoru. A právě s tím jsem počítal. Jak vidíte na fotkách, všechny tři interruptory jsem šoupnul do bedny od odešlého DVD přehrávače(Jako další možnost mám k dispozici interruptor s možností regulace BPS. Ten je ZDE). K dispozici tak je klasický interruptor s jednou 555, audiointerruptor a v neposlední řadě i Staccato driver, který jsem prapůvodně stavěl pro odlehčení VTTC. Až minulý pátek mne napadlo, že by šel připojit k polovodičovému tesláku. Funguje to naprosto bombasticky a natočil jsem i video, momentálně umístěné na YouTube. Klikněte si SEM. Jako koncový stupeň DRSSTC mám prozatím připojený IGBT polomůstek s tranzistory Fairchild HGTG20N60B3D. Ty tranzistory jsou neuvěřitelně odolné a nedá se to srovnávat s FETy IRFP460A. Ovšem, plánuji ještě výkonnější budič, který dokáže vybudit velké IGBT brick bloky a také velký polovodičově buzený transformátor.

Vložil: LTX   Dne: 11.06.2009   Čas: 21:50:29