特斯拉线圈

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TC/DRSSTC/QCW/SKP等谐振电源


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众所周知,特斯拉线圈是目前除Marx发生器之外。最有效产生高压电弧的科学实验设备。 特斯拉线圈的放电模式也一直是爱好者们关注的话题。 今天Black就和大家聊一聊形形色色的电弧,和电弧的产生原理。 我们都知道特斯拉线圈在不同的条件下会表现出形态各异的电弧形状,如下几张图~ (附件:266978) 本图来自本人于2012年11月完成的一台SSTC,它运行在安静的CW模式。首发科创论坛。 这种电弧形态看起来类似一团毛茸茸的球,多见于一些无灭弧运行的SSTC中。 特点是能量集中,温度较高,能够点燃木材纸张等易燃物。 (附件:266972) 本图来自本人于2012年11月完成的一台DRSSTC。运行电流为360A,Ontime120uS。首发科创论坛。 而这种电弧看起来颜色较亮,且成簇状分布。它来自于一些高脉宽,高BPS的DRSSTC。 特点是电弧较长,往往声音响亮,能够达到0.5~1.2m的长度。 (附件:266973) 本图来自本人于2012年11月完成的同台DRSSTC。运行电流为420A,Ontime60uS。首发科创论坛。 而上图这种电弧来自于同一台DRSSTC,而仅仅是改变了灭弧信号的形态。 那么为什么同样的TC却能够产生截然不同的电弧形态呢? 众所周知,特斯拉线圈的原理为间歇工作松散耦合谐振变压器。这个名词可能有点难以理解。 那么我们就换一种说法,其实特斯拉线圈可以类比为一个

- 以上是置顶 -

本来大过年的,高高兴兴,有些事我想等年后再和大家讲的。 无奈就是有些人,喜欢针对我的帖子反复攻击,歪曲事实还沾沾自喜。 本着对国内高压爱好者负责认真的态度,我来讲讲一些不为人知的内幕。 ———————————————起因——————————————————— 先就事论事对这个帖子吧:传送门: http://tieba.baidu.com/p/4956948318 有兴趣的各位可以进帖子看一看。帖子备份防吞:(附件:272997)撰帖人心态不予置评,可通篇语句都是这么几句 “这样的说法我无法理解。。” “神棍的世界我们不懂。。” 暴露了典型中二小学生文风,我只想吐槽,ID号叫“特斯拉吧务”并不能代表所有爱好者的智商水平,谢谢。 你自己不懂就要虚心问,我写科普帖从来向你这样山猫神教的人收过一分钱吗? ————————————————理论1————————————————— 你口口声声说自己掌握了真相,让我来告诉大家什么是真相!!! (附件:272998) 1:Z因子只会影响谐振电流的上升率,而并不会影响峰值电流的大小。 大学电路分析基础告诉我们,LCR串联谐振回路的复阻抗在不考虑电磁波发射的情况下。谐振回路中电容与电感复阻抗相互抵消。 而阻抗是等

QCW.DRSSTC是个很有意思的TC种类 。 与普通DRSSTC不同的是,它供电母线上的电压并非恒定。 而是呈现出锯齿波的形状。 QCW发展至今已经有五六年的历史,原理最早是由半波调制的VTTC电弧推演而来。 VTTC的开关元件为vacuum tube,其自身就有整流的作用,当交流电加在阳极上时,不超过其击穿电压,就只允许正弦波的正半波通过。 所以能够观察到VTTC的电弧会形成剑一样笔直的形状。(sword arc) 这样电弧的形成机理尚未有严谨实验探明。 但是普遍被接受的一种说法是,电弧在生长的过程中,能量逐渐累积,能够在顶端不断电离空气,并且能量持续供给,所以能够产生比击穿距离高得多的电弧长度。 而Steve ward使用BUCK方式,对SSTC母线进行供电,成功实现VTTC电弧效果。 分割线-> 而BUCK是一种非常不错的开关电源拓扑,可以被应用在QCW上。 而BUCK普通的控制方式是使用PWM方式进行控制。 而普通开关电源控制芯片,大部分工作在有一定积分输入的情况下。 这样的工况很有可能导致超调等不良因素的发生。 所以在PWM芯片之外,有一种比较器的方案,可以被应用在QCW上。 (附件:266059) 这个电路是来自新加坡的GaoGuangyan。 他的lab中给出了这样一张电路,电路的结构比较简单。 从左到右,可以分析如下。 ->光纤输入PWM信号 ->

全桥、驱动板、GDT、电容。 这些东西的组合,对特斯拉线圈爱好者来讲,可谓是老生常谈。 而skp模式,对于爱好者来说还是很新鲜的一个东西。 鉴于“云豹”驱动板已经开发完成,一来为了测试性能,二来是为了领略skp电弧的魅力。 —— 于是系统连接如下 (附件:274444) 次级线圈长这样 (附件:274445) 上电之后,2.5mS@150V (附件:274446) 大概一倍弧次比,120A电流。 (附件:274447) 最开始的100uS左右,电流会有一定的过冲。 之后保持skp恒流,展现出和普通DRSSTC完全不一样的特性。 —— 继续加大电压,到母线420V。 (附件:274448) 10ms@420V 250A的电弧,变得十分明亮。 这个电弧给人的感觉非常灼热,喷塑外表的仪器外壳,都被打出火星。 从慢放视频,可以明显看出电弧在仪器表面激起的等离子体。 慢动作视频,此时电弧一个shot的能量为140J左右。 (附件:274454) 我使用的是stm8s单片机控制的,串口灭弧。 (附件:274451) 所以能够很轻松设定灭弧模式,我设定一次灭弧10次,每次10ms。 可以看出,电弧沿着之前的电离通道反复击穿。 而到后面,储能电容电压下降的非常厉害,至于电弧越来越小。 这时候的电流波形就很规矩了。 (附件:274452) 可以看到除了最开始的一点过冲。 之后的电流波形几乎为一个矩形

众所周知,特斯拉线圈是目前除Marx发生器之外。最有效产生高压电弧的科学实验设备。 特斯拉线圈的放电模式也一直是爱好者们关注的话题。 今天Black就和大家聊一聊形形色色的电弧,和电弧的产生原理。 我们都知道特斯拉线圈在不同的条件下会表现出形态各异的电弧形状,如下几张图~ (附件:266978) 本图来自本人于2012年11月完成的一台SSTC,它运行在安静的CW模式。首发科创论坛。 这种电弧形态看起来类似一团毛茸茸的球,多见于一些无灭弧运行的SSTC中。 特点是能量集中,温度较高,能够点燃木材纸张等易燃物。 (附件:266972) 本图来自本人于2012年11月完成的一台DRSSTC。运行电流为360A,Ontime120uS。首发科创论坛。 而这种电弧看起来颜色较亮,且成簇状分布。它来自于一些高脉宽,高BPS的DRSSTC。 特点是电弧较长,往往声音响亮,能够达到0.5~1.2m的长度。 (附件:266973) 本图来自本人于2012年11月完成的同台DRSSTC。运行电流为420A,Ontime60uS。首发科创论坛。 而上图这种电弧来自于同一台DRSSTC,而仅仅是改变了灭弧信号的形态。 那么为什么同样的TC却能够产生截然不同的电弧形态呢? 众所周知,特斯拉线圈的原理为间歇工作松散耦合谐振变压器。这个名词可能有点难以理解。 那么我们就换一种说法,其实特斯拉线圈可以类比为一个

众所周知,当频率较高时,由于MOSFET结电容较大,导致栅极驱动的负荷很大,驱动电路实现起来比较困难。在实际工程中为了解决这个问题,人们发明了谐振驱动。 所谓谐振驱动,就是通过在驱动回路中接入一个适当大小的电感,与结电容构成LC震荡电路。此时,驱动器每次只需补充LC回路损耗的能量,而不需要每次都提供达到规定驱动电压所需的全部能量。这样一来,只需要使用很小的驱动功率,就能产生高电压的驱动波形。 有关基础知识详见参考文献[1],在我之前的帖子《关于TC442X芯片在高频小特斯拉线圈上的应用探索 》[2]中提供了应用的具体案例。 关于让驱动器“每次补充LC回路损耗的能量”,其中基本的原理是:让驱动器的驱动频率(激励频率),与LC谐振回路的固有震荡周期基本一致。或者反过来,让栅极谐振回路的固有频率,接近激励信号的频率。这样构成的系统,就叫做栅极谐振驱动电路。 对于常见的中小型特斯拉线圈,它的激励是从初级线圈取出的反馈信号。如果用到栅极谐振驱动,整个TC中就会出现两个固有频率:栅极谐振频率和初次级线圈的谐振频率。在下面的讨论中,我们默认初次级线圈的震荡频率起主要作用,决定整个TC的工作频率。实际工程中并不仅有这一种情况。 理解上述原理并不困难,但是如果没有打好理论基础,就容易得到机械化的推演。比如,近期有同学根据上述原理,认为如果栅极LC回路的固有震荡周期发生变化(比如随着温度不同

很久没玩TC了,最近看到论坛推出了一款非常小的TC套件,遂买了一套来玩玩~~ 1.外观:第一次看到这个小TC的时候确实很惊讶,很简单的结构,很小的体积,就能出电弧,记得当年做的TC442X驱动MOS自激的TC也比这个大好多倍~~~ (附件:276558) (附件:276559) (附件:276560) 次级线圈是用玻璃管作骨架,表面喷漆,PCB还配了亚克力底座,总体上做工很精致! 评分:★★★★★ 2.制作难易程度:这个是显而易见的,整板没有几个元件,毕竟是单管自激的,就焊上电源座、管子、LED还有次级线圈,PCB背面有几个贴片元件出厂时已经焊好了,很方便~ 评分:★★★★★ 3.效果:接下来通电(很囧的是当时没要电源,结果收到发现是15~24V供电的,没办法,请出了我那沉睡已久的多抽头大工频变压器~~~),出弧。为了测试稳定性,遂进行了多次通断电,每次均能顺利出电弧,说明此电路的可靠性还是很好的!接下来是音乐测试,我的华为Mate8用送的音频线连到板子上,成功播放出音乐! (附件:276561) 音乐播放效果: http://v.youku.com/v_show/id_XMjg3NzUyOTc5Ng 唯一美中不足的地方是电弧太小,而且散热片太热,估计不加风扇很难长时间工作。毕竟是单管自激的,且音乐调制是用的线性方式,效率比较低,所以那么热和那么点弧也就不

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