文号t22068
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SSTC固态全桥特斯拉线圈( 增加了最新视频录像)
joyeep2010/01/16高电压技术 IP:湖北
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视频录像地址：
1：
2级放电
XXXXXXXXXXXXXXXXXX/v_show/id_XXXXXXXXXXXXXXXXml
2：
对空气放电
XXXXXXXXXXXXXXXXXX/v_show/id_XXXXXXXXXXXXXXXXml

杯具的是没有找到500V 1200UF 的电容，玩不了喷射实验。
更杯具的是没有买到60V 10A以上的肖特基，用的3A的肖特基，
怕烧管，就把次级线圈多绕了几圈。

一起花了3天，感觉这个做完了也不好玩，老是看着喷火话也不是个办法啊。

无聊的时候还是继续研究Boost库的graph算法更有成就感。

上个礼拜刚把《集异璧之大成》看完 了，这书很好呢，强烈推荐，热爱科学的DX都应当读读。


搞SSTC 最激动的是试电那一刻，很吵人。那个噪音听起来很烦躁啊。


固态的谐振频率相对来说容易调整，调节驱动电路的频率即可。这个火焰最长是18 cm.
最短是12cm,平均是14cm。
(现在对电路改进后火花长度稳定在18cm)

电路缺乏一个灭弧控制电路，准备及其加入一个灭弧控制电路，火焰长度可以增长40%左右。理论上。

工作电压 ： 220V 半波整流。
(半波的功率最小，换成桥式后功率可以增加2～3倍，加大电解滤波电路输出功率增加到1KW)
驱动方式：  全桥驱动
工作频率：  320KHZ
工作电流：  650mA.（后来测试几次，电路电流在300MA~450MA之间）
消耗功率：  不到150W。
(电路设计最大安全输出功率是1.2KW，就差肖特基和1200UF 电容。)
火焰长度： 12～18cm

线圈初级：18T
次级：1300T

。这个DD 不能放在地上，放在地上火焰变小，不接地火焰变小。人靠线圈近火焰变小。
火焰长度老是变来变去，放电用的铁丝，铁丝长度变了，火焰也根着变，为什么?
希望 有DX 出来解释解释。

可能驱动电路的工作频率太高，300～500KHZ，对人体感应很强烈。可能驱动电路没有做屏蔽的缘故，今天白天试试。

100_1589.jpg
100_1588.jpg
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100_1606.jpg
  

强烈推荐论坛的初中生学编程。
这些书你们最好都收集全，自己业余学学，未来前途大大的好！
100_1591.jpg
+20  科创币    black    2010/01/16 非常的好
+500  科创币    fbi    2010/01/16 望電路特寫及原理圖
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来自：电气工程 / 高电压技术
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~~空空如也
倾听风吟
14年5个月前 IP:未同步
180055
51楼
我都设计的整流滤波输入的，用25A的硅堆
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倾听风吟
14年5个月前 IP:未同步
180056
52楼
但是我就是怕接了大电容后，开机瞬间电流太大秒杀了硅堆
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joyeep作者
14年5个月前 IP:未同步
180203
53楼
引用第13楼我靠，瞎狗眼于2010-01-17 07:56发表的  :
囧 那些书 。。。我发现跟LZ相同的只有《c++ primer》第四版和《深入解析windows操作系统》。。
《thinking in java》《digital image processing》《.net framework designing》什么的一大堆。。


呵呵，看来有同行 了～
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joyeep作者
14年5个月前 IP:未同步
180207
54楼
引用第52楼倾听风吟于2010-01-22 16:57发表的  :
但是我就是怕接了大电容后，开机瞬间电流太大秒杀了硅堆


用负温的热敏软启动电阻就搞定，我以前用的40欧的NTC，
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223388
14年5个月前 IP:未同步
180548
55楼
楼主拍视频一定被声音震的受不了了吧
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nhlijiaming
14年5个月前 IP:未同步
180621
56楼
电表貌似是不算无功功率的…
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joyeep作者
14年5个月前 IP:未同步
181158
57楼
引用第56楼nhlijiaming于2010-01-24 13:19发表的  :
电表貌似是不算无功功率的…


好像我家电表计算无功功率，难道电表有标的吗？
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nhlijiaming
14年5个月前 IP:未同步
181777
58楼
反正谐振的话，UI同相哪用什么校正
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joyeep作者
14年5个月前 IP:未同步
181931
59楼
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yexuba
14年5个月前 IP:未同步
182214
60楼
楼主大哥请教几个问题：
1。BJT 的音频输入是模拟信号吧？是否要转化成数字信号？
2。half bridge 到 driver transformer  那段电路没看懂。可以帮忙解释下吗？
3。driver transformer 哪里是要用共振频率 和音频 同时控制主线圈？
4。TL494 不是有音频输入吗？ 那个是干什么用的？ 可以用它直接控制音频输入否？
5。灭弧电路工作原理是什么呀？天线反馈，主线圈反馈，次级线圈反馈？
本人小白一个 还望楼主赐教。谢过先了。  
希望早日看到楼主的音乐特斯拉。
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joyeep作者
14年5个月前 IP:未同步
182234
61楼
1.模拟输入
2. 普通半桥电路，我省掉了
3.次级线圈的谐振频率
4.是有，6脚可以通过电压控制频率
5.灭弧就是在不需要发生电弧的时候灭掉驱动信号，以免连续电弧消耗能量，导致长度不够，而电弧变粗。
天线反馈可以然电路进入最佳状态，次级线圈反馈是在次级线圈串一个电感，取样，找到一个电路最佳谐振频率。
有反馈的特斯拉线圈不受环境影响，而频率不可以自动调谐的，很容易受到环境变化而起振不了。或电压不高


音乐特斯拉我准备用次级线圈取样收集控制谐振频率，然后采用类似T类功放的调制技术发音，还在试验阶段～
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yexuba
14年5个月前 IP:未同步
182255
62楼
谢谢呀。受教了。我再研究研究。
还有几个问题：
  1。 你的输出电压大概是多少呀？ 200KV ？  
  2。 你的音频输出控制电路是不是要把直流电压输入加之音频隔断 ， 让整个系统开关于音频频率？
  3。 初级线圈 竖直 缠绕L怎么算呀？ 水平缠绕次级输出电压低吧？
麻烦你了。
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joyeep作者
14年5个月前 IP:未同步
182448
63楼
1.输出电压取决于初级和次级的电感比的平方根，要想获得高电压，可以适当的减少初级线圈的砸数，我那个拉弧距离最大是25cm,差不多大于200KV,
2.那个音频调制电路是调幅原理。

3.线圈绕制是计算有点复杂的，你可以参考现成的绕制方法，
通常都是直径3.3inches, 线径在0.21～0.51之间，绕到长度差不多为直径的4倍就停止。

我试过，水平绕着和竖直绕相比，输出功率竖直绕着要大，前提是电路一定要谐振起来。

ps,水平绕着是防止打弧，或者美观，其实没有其他意义
竖直绕制对于SSTC而言，还是效率高些。

其完美的初级是，水平螺旋上升的绕制。

初级线圈要覆盖次级线圈长度的五分之一上即可


比如我的，没有谐振起来电路的消耗电流差不多60ma,
谐振起来后电路消耗电流差不多5A，我调节占空比把电流控制在650ma左右开始玩，因为过高的电流会让次级线圈发热严重。
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yexuba
14年5个月前 IP:未同步
184462
64楼
大侠， 音乐特斯拉做好了没？
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joyeep作者
14年5个月前 IP:未同步
184523
65楼
不要这么称我，不敢当 [s:94]

音乐特斯拉我先做个MINI 的，等实验调节差不多了再搞大的。

准备用锁相环来做。低压供电 40V 以下。
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nhlijiaming
14年5个月前 IP:未同步
184552
66楼
引用第65楼joyeep于2010-02-04 09:59发表的  :
不要这么称我，不敢当 [s:94]

音乐特斯拉我先做个MINI 的，等实验调节差不多了再搞大的。

准备用锁相环来做。低压供电 40V 以下。

看过锁相环的书,和看天书无异........
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joyeep作者
14年5个月前 IP:未同步
184553
67楼
引用第66楼nhlijiaming于2010-02-04 11:00发表的  :

看过锁相环的书,和看天书无异........



锁相环工作原理
锁相环路是一种反馈电路，锁相环的英文全称是Phase-Locked Loop,简称PLL。其作用是使得电路上的时钟和某一外部时钟的相位同步。因锁相环可以实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪，所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。锁相环在工作的过程中，当输出信号的频率与输入信号的频率相等时，输出电压与输入电压保持固定的相位差值，即输出电压与输入电压
的相位被锁住，这就是锁相环名称的由来。

在数据采集系统中，锁相环是一种非常有用的同步技术，因为通过锁相环，可以使得不同的数据采集板卡共享同一个采样时钟。因此，所有板卡上各自的本地 80MHz和20MHz时基的相位都是同步的，从而采样时钟也是同步的。因为每块板卡的采样时钟都是同步的，所以都能严格地在同一时刻进行数据采集。锁相环路是一个相位反馈自动控制系统。它由以下三个基本部件组成：鉴相器（PD）、环路滤波器（LPF）和压控振荡器（VCO）。
锁相环的工作原理：
1. 压控振荡器的输出经过采集并分频；
2. 和基准信号同时输入鉴相器；
3. 鉴相器通过比较上述两个信号的频率差，然后输出一个直流脉冲电压；
4. 控制VCO，使它的频率改变；
5. 这样经过一个很短的时间，VCO 的输出就会稳定于某一期望值。

锁相环可用来实现输出和输入两个信号之间的相位同步。当没有基准（参考）输入信号时，环路滤波器的输出为零（或为某一固定值）。这时，压控振荡器按其固有频率fv进行自由振荡。当有频率为fR的参考信号输入时，uR 和uv同时加到鉴相器进行鉴相。如果fR和fv相差不大，鉴相器对uR和uv进行鉴相的结果，输出一个与uR和uv的相位差成正比的误差电压ud，再经过环路滤波器滤去ud中的高频成分，输出一个控制电压uc，uc将使压控振荡器的频率fv（和相位）发生变化，朝着参考输入信号的频率靠拢，最后使fv= fR，环路锁定。环路一旦进入锁定状态后，压控振荡器的输出信号与环路的输入信号（参考信号）之间只有一个固定的稳态相位差，而没有频差存在。这时我们就称环路已被锁定。

环路的锁定状态是对输入信号的频率和相位不变而言的，若环路输入的是频率和相位不断变化的信号，而且环路能使压控振荡器的频率和相位不断地跟踪输入信号的频率和相位变化，则这时环路所处的状态称为跟踪状态。

锁相环路在锁定后，不仅能使输出信号频率与输入信号频率严格同步，而且还具有频率跟踪特性，所以它在电子技术的各个领域中都有着广泛的应用。
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nhlijiaming
14年5个月前 IP:未同步
184554
68楼
音乐TC的话,能不能直接控制驱动场馆的频率?
也就是驱动变压器前加一个与门,把驱动方波和音频信号经过一个与门
声音幅度能通过控制场馆G极电压控制吗(似乎增加了场馆损耗)
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nhlijiaming
14年5个月前 IP:未同步
184556
69楼
回 67楼(joyeep) 的帖子
锁相环你是用来调谐振的吧?
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joyeep作者
14年5个月前 IP:未同步
184564
70楼
锁相环是用来调谐振的，声音信号的幅度用来调整频率（压控振荡）。
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joyeep作者
14年5个月前 IP:未同步
184566
71楼
我UPLOAD 了个CD4069的相对详细的文档。

有兴趣可以下载下来研究，说的很仔细。

PLL：
attachment icon 4069.pdf 158.21KB PDF 344次下载 预览
+2
科创币
black
2010-02-04
感謝分享
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black
14年5个月前 IP:未同步
184573
72楼
引用第70楼joyeep于2010-02-04 11:22发表的  :
锁相环是用来调谐振的，声音信号的幅度用来调整频率（压控振荡）。

PWF?
以往的放大不是需要三極管偏置嗎？
直接控制會不會導致聲音失真
而且如果調頻的話 不就是會偏離TC的固定諧振頻率位置了嗎？
我感覺還是PAM
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nhlijiaming
14年5个月前 IP:未同步
184574
73楼
声音的频率不是应该用来调控制信号的频率吗?
中文的资料不错...先收下了
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black
14年5个月前 IP:未同步
184580
74楼
可是那樣就會偏離本頻了啊？..
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joyeep作者
14年5个月前 IP:未同步
184596
75楼
我还在实验，几个都试试，反正手上的元件很多。

因为我在做全桥TC 的时候发现不停的调节频率，火花也可以发出那个变化的频率。所以我想试试

如果效果不好，就还是nhlijiaming的方式。
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nhlijiaming
14年5个月前 IP:未同步
184645
76楼
引用第75楼joyeep于2010-02-04 11:57发表的  :
因为我在做全桥TC 的时候发现不停的调节频率，火花也可以发出那个变化的频率。所以我想试试

我说的就是这样, 发出1KHZ的声音,用1K的频率驱动(但我认为不怎么可能.....SGTC的频率都比它高-.-)
具体嘛....用mic录下声音,用声卡的虚拟示波器做FFT,找出驱动信号频率和声音频率的关系,  想得到某个频率的声音就查表(单片机做法= = , 模电我基本不会)
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hentai
14年5个月前 IP:未同步
184659
77楼
我覺得你們鑽到牛角尖裡了
定頻始終是沒什麼前途 想想IGBT要切斷幾百A的諧振電流 你不覺得很勉強麼
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joyeep作者
14年5个月前 IP:未同步
184661
78楼
可能最终还是采取脉宽调整的方式。和D类功放类似。

我发现SSTC 在正常谐振起来后，电路的工作频率有个范围 dF(d是增量单位正负，F 频率)

我可以找到一个最佳dF, 这个dF的出现频率可以调制声音。虽然声音不是那么的好。但是可以模拟出声音的大概轮廓。直接用声音的频率来控制dF的出现次数，增量dF可以发出高调，减量dF可以发出低调。那么就得到3个音调。

同样，我知道dF的最大范围。把dF划分成为10个音阶。正5个，负5个，那么就有11个音阶。
如果用线性方式来思考，把20HZ 对应最低的-dF,把20KHZ 对应+dF,那么，就可以用模拟的音频来调制频率增减量，也就是可以发出可听范围内音频信号了。

当然还有很多方法，我这个是增量法，没有找到别人这样做的例子，灵感来源是编写一个图像识别算法时候的想法。
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nhlijiaming
14年5个月前 IP:未同步
184772
79楼
下午我傻了......怎么没想起占空比
PWM调幅,PAM调频  这样应该可以吧....
假设谐振频率为f0 ,  要发出声音的频率为F , 需要的占空比为d%:
在每一1/F 秒内,即每一周期 有d%的时间提供驱动信号, 剩下的(1-d%)的时间内停止工作.
算上灭弧电路,两个与非门上就ok?!
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yexuba
14年5个月前 IP:未同步
184942
80楼
顶 nhlijiaming  希望这种方法可行。  只能针对音频 。    音量如何取样控制改变供电电压呀。
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nhlijiaming
14年5个月前 IP:未同步
184954
81楼
引用第80楼yexuba于2010-02-05 03:13发表的  :
顶 nhlijiaming  希望这种方法可行。  只能针对音频 。    音量如何取样控制改变供电电压呀。

我对这个想法没什么希望,这个只是纸上谈兵的结果而已,还是要试试才知道-.-
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nhlijiaming
14年5个月前 IP:未同步
184955
82楼
我想问: ZVS是不是E类放大器的应用?  不是的话,两者有什么不同?
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joyeep作者
14年5个月前 IP:未同步
184956
83楼
ZVS 就是零电压开关，


零电流开关和零电压开关


　　ＺＣＳ　ＰＷＭ（或ＺＶＳ－ＰＷＭ）转换器技术，是ＰＷＭ开关转换技术和ＺＣＳ（或ＺＶＳ）准谐振转换技术的综合，谐振转换器是最早出现的一种软开关转换器。准谐振开关是在ＰＷＭ开关上附加谐振网络，利用局部谐振实现ＺＣＳ或ＺＶＳ。

　　下面介绍ＺＣＳ和ＺＶＳ的基本概念。

200810714489171.gif

　　图１为ＺＣＳ和ＺＶＳ谐振开关的示意图。图中Ｌｒ为谐振电感（包括电路中的杂散电感和变压器漏感），Ｃｒ为谐振电容（包括开关管的结电容）。ＺＣＳ谐振开关和ＺＶＳ谐振开关之间有－定的对偶规律，见表1。



　　由图１（ａ）可知，在ＺＣＳ谐振开关中，当开关管Ｓ１开通时，谐振网络ＬｒＣｒ接通，电路谐振，开关管中的电流按准正弦规律变化（因此称为准谐振），但谐振频率不一定等于开关频率。当电流谐振到零时，令开关管关断，谐振停止，故图１（ａ）称为ＺＣＳ谐振开关或准谐振开关。图１（ｃ）给出了ＺＳＣ条件下开关管上的电压Ｕｃｅ和电流ｉＣ的波形，图２给出了ＰＷＭ开关的电压、电流轨迹（Ａ１为关断过程，Ａ２为开通过程）和ＺＣＳ谐振开关的电压、电流轨迹Ｂ。

200810714489716.gif

　　由图１（ｂ）可见，当开关管处于关断状态时，ＬｒＣｒ串联谐振，电容Ｃｒ（包括开关管的输出电容）上的电压按准正弦规律变化，当它谐振过零时，令开关管开通，因此图１（ｂ）是一种ＺＶＳ谐振开关。

200810714489686.gif

　　零电流谐振开关和零电压谐振开关都有两种电路方式：即Ｌ型和Ｍ型，如图１（ａ）、（ａ′）和（ｂ）、（ｂ′）所示。它们的工作原理是相同的。这里不再重复。零电流谐振开关和零电压谐振开关分为半波电路和全波电路，这两种电路都可以用通用电路来表示，如图１所示，在通用电路中，用开关Ｓ１来表示半波电路与全波电路中的开关管Ｖ１。
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joyeep作者
14年5个月前 IP:未同步
184965
84楼
我在考虑输出的功率电路问题。

在50V 低压输入，全桥或半桥不可取。推挽电路先搁置。

只能使用单端电路，就是所谓的class E,

我看到双管单端正激不错，可以提供高密度大功率输出。 20091121111643459.jpg
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joyeep作者
14年5个月前 IP:未同步
185006
85楼
nhlijiaming  的方法有可行性的，希望nhlijiaming  可以通过实验来证实自己的想法！
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joyeep作者
14年5个月前 IP:未同步
185133
86楼
暂时放弃这些实验，MINI 特斯拉不做了。

项目又压下来了，～～～～业余时间又少了。

我还是直接上个大音乐特斯拉，音频电路控制灭弧频率从而发音，最直接，最简单。

自动调节频率。定频已经是打死的方案。

这回火花长度不到0.5米不罢休！
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nhlijiaming
14年5个月前 IP:未同步
185157
87楼
[quote]引用第84楼black于2010-02-05 09:38发表的  :

PWM是調占空比 PAM才是調幅...
[quote]
black你误解我的意思了....    用PWM控制声音的-幅度-
不过我对PAM好像错了,因为没用过PAM,一直以为PAM是调频........
引用
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nhlijiaming
14年5个月前 IP:未同步
185158
88楼
joyeep:  低压的话,用不用给你些低压大功率的电源?(刚刚收的12V 200W开关电源,算下来0.4元/W)
我自己也有自己的东西做,STGC和STTC都摆在一边没去调=.=
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joyeep作者
14年5个月前 IP:未同步
185212
89楼
非常谢谢，但是12V 太低了，我需要的是36～50V 的双输出的环牛
或者17V 左右的200W 的电源，家里一个电台可以用，

不过谢谢好意，你不要搞坏了，哪天我突然需要的时候再找你取
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nhlijiaming
14年5个月前 IP:未同步
185273
90楼
嘿嘿...这东西,快递还超重呢
12V不知道怎么说好..不过几个串联威力还是不小的...
刚刚试了,12V弄不了离子火焰(这个名词的确有问题...但又很难用其他词表达). 从epson LQ-1600K上拆下的35V 200W电源能做出火焰效果,但高压包的电弧一断,功率降低,电源马上就过压保护了,我有图纸,能不能帮忙解决掉? 老开关电源来的,空载也会过压保护....应该是有什么东西坏了
开关电源不敢乱来
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nhlijiaming
14年5个月前 IP:未同步
185276
91楼
终于看到了joyeep你的作品的电路图
想问那个60V的肖特基有什么用?
LZ位提到的500v电容在图中也没有找到
只用一个400v 1uf的电容,有没有发现明显的50Hz频率?并且MOS发热会加剧吧?
还有就是在LC谐振回路中,虽然调节频率就能谐振,但L和C的取值应如何取?
用图腾柱驱动线圈也可以的?用H桥会不会更好(推挽)
用EI高频变压器做驱动变压器的话,因为不够位置,中间绕4个绕组驱动mos,激励信号在边边上(不是正常位置),可以的吗?
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joyeep作者
14年5个月前 IP:未同步
185335
92楼
400v 1uf 是高通电容，改善高频响应，没有那个电容，整流2级管会发热烧掉。

可以并联一个滤波电容 200UF 以上，但是功率管的要加风冷。


肖特基提高关断速度， MOS 有个死区时间 ，大概4～5%，
不想炸管子还是老实加个这个，现在我们公司的所有的正弦输出逆变器我都要求加上了这个肖特基，在大功率下炸管子的几率小多了。

可以用20100CT，2个并联，关于肖特基和快恢复，他们是正温特性的，可以并联使用。


我的几乎不发热，波形比较好，是方波。
在大功率下发热属于正常，因为MOS 在导通和关闭都有损耗的。内阻也有损耗。


LC 计算可以参考TESLA 的计算方法。论坛好像有


H桥是所有功率推动电路中最强大的终级解决方案。无可替代。

输出功率比半桥大一倍，比推挽大4倍

不要用EI 变压器，你可以用收音机磁棒，自己做个，那个性能超强。注意不要留间隙！
有间隙会烧GS 的稳压管或烧死MOS
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nhlijiaming
14年5个月前 IP:未同步
185395
93楼
汗!之前找资料看,说驱动变压器要留隙.......
是这种磁棒吗? XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/auction/item_detail-0db2-435e3094ee1d4e5a8cfc5f785d9bad04.jhtml?cm_cat=0  这里的电子市场可能会比较难找啊
肖特基的作用能详细解释一下吗?
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joyeep作者
14年5个月前 IP:未同步
185427
94楼
引用第94楼nhlijiaming于2010-02-06 00:33发表的  :
汗!之前找资料看,说驱动变压器要留隙.......
是这种磁棒吗? XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/auction/item_detail-0db2-435e3094ee1d4e5a8cfc5f785d9bad04.jhtml?cm_cat=0  这里的电子市场可能会比较难找啊
肖特基的作用能详细解释一下吗?


能买到那种高频磁环就尽量用那个，否者才自己做。
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joyeep作者
14年5个月前 IP:未同步
185430
95楼
加了肖特基后，MOS 自己带的那个反向2级管就失效了，那么烧管子的几率减小到原来的80%
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nhlijiaming
14年5个月前 IP:未同步
185452
96楼
也就是把mos的保护二极管用外部的快恢复二极管代替?
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joyeep作者
14年5个月前 IP:未同步
185477
97楼
是的，MOS 自带的二极管是天生就带的，可是性能是个杯具
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卡布卡
14年5个月前 IP:未同步
185487
98楼
引用第21楼小特斯拉圈圈于2010-01-17 12:40发表的  :

这是个好方法也~
找个压降低的管子并联几个

肖特基不错0.2v
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クロ
14年5个月前 IP:未同步
185899
99楼
回89L+93L
是SGTC和SSTC
還有 H橋驅動並不是推挽 區別很大的
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joyeep作者
14年5个月前 IP:未同步
185935
100楼
我说的H桥推动电路不是推动H 桥的电路，是功率级推动电路，也就是桥本身。可能说的有歧义。



优点：
1.功率大
从前有个电路叫full桥，它在同样的成本条件下的输出功率：
是half桥的2倍，是推挽的4倍

以后的事，大家都知道了.
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