新人冒个泡!
闲来上网,偶然发现科创的高压板块,挺感兴趣,来此逛了一段时间,学了不少,对一些问题也有一些认识与思考,回头有空写些上来,可能对一些像我一样刚来的新人一样有些帮助,也请各位高手指正。
来自 高电压技术
2011-1-3 21:58:05
bird_w(作者)
1楼
照做了SGTC,250 ZVS电路,15V笔记本电源供电,70W功耗,次级18cm放电电弧。
刚照了几张照片,正在导入,发大家指正下。
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bird_w(作者)
2楼
为什么失败?似乎是图片附件问题,超标了,还要修改原素材[s:245] 。
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bird_w(作者)
3楼
意见:一点问题,全部清空重写,辛辛苦苦敲了半天全泡汤,要改进呀要改进[s:94] [s:261]
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+200  科创币    ehco   2011-01-04   鼓励DIY!感谢分享!
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2011-01-04 15:00:36
4楼
双管自激的初级,次级半波整流,效率不高啊
建议自己绕高压包,全波整流方式。
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5楼
简单即是美!
心灵手巧!
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6楼
唉...我从来不调谐就算功率就算做到800w也没用电弧都不超过10cm而高压包拉弧都已达到15cm同样是zvs驱动
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7楼
求楼主教教你砸调的谐振
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8楼
你们做的顶端都那么好看。。。

对了 你确定你的次级下端是真的接地了?看照片上那样子并不像是真正谐振了~
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9楼
估计我的电源要是配上你的TC电弧理论值可达2米多啦你家哪的我带着电源去找你
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10楼
LZ第一次做工就这么好啦!郁闷ing~快赶上Tiz了你~有容感表的话调谐应该很容易。不过看起来真的没有谐振的感觉诶。电源换成半桥的把,随便就有几百W。毕竟ZVS……
那个800W的zvs大侠发个图看看
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11楼
插座上那个带显示屏的白色电器是什么东西?
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12楼
貌似那个是测功率的
ps:论坛有自动保护功能,误删的文字可以恢复出来,就是点输入框右上角的恢复数据
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bird_w(作者)
13楼
下面说说我调谐振的办法,可能对新手有帮助。
简单说,调谐振就是要求 L1C1=L2C2,L1与L2可以用下面软件算出,我试过,比较准确。一般而言,次级绕好后基本不会动了,初级简单的话可以方便改变圈数(如5~20T),获得相对要求的电感量,此调整范围是相当的巨大了,可以由5uh<-->50uh(接近帧数平方比例)。

电容C1是自己拼配的,主要关注耐压与容量,也可以在一定范围调整串联的个数,以改变容量就行调谐,这个主要用于后期调整,因范围较小但方便 --- 我就是用30个串起来,在18~30之间试,不保证精确谐振,估计是做到+-5%准确(+-1个电容的差异)。每个耐压1200v,保险是用于1000V以下,所以试到小的时候,要注意放电间隙不能太大,保证电压低于电容击穿电压。

C2的估算比较麻烦,没加TOP的线圈应该是线圈自身的分布电容,我估计一般会在3~5pf这种数字,加了TOP后,主要取决与TOP的大小与形状,按我的试验,一个小铝锅(或不锈钢煮锅),大概15~20cm的直径,电容在10pf左右,之前两天我就是用家里的这些锅与锅盖做TOP的,昨天下午才去路边五金店花了10来块钱买了那个铝排气管,人靠衣装马靠鞍,装上这个新TOP,整体立马显得高档了[s:260] 。排烟桶做的TOP形状规整,也有公式计算电容,回头找到可以放上来。不计算也可按上面估计铝锅大小的办法估算。

这样理论加实践,谐振的TC应该就可以基本达到了(受限于可调电容最小是+-一个,颗粒度较大,会存在5%左右的误差,但效果已经与非谐振不能比了)
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bird_w(作者)
14楼
空心线圈计算软件,用于计算初次级电感量!
LCL.zip
167k
ZIP
1次下载

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bird_w(作者)
15楼
计算环形TOP的电容公式,我还没用过,直接新TOP上来换几下电容就配上了,前两天用钢锅做TOP,是用孤立真空球电容公式简单估算的。
tesla-endcoil.jpg

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bird_w(作者)
16楼
非常惨,刚才让新TOP与一个刚脚长圆柱体进行放电,因为两者都没有尖锐些的凸起,所以一直憋着到10cm左右距离才开始打火,电量那个足呀,啪啪几道亮白闪光过后,满屋一片漆黑,黑暗中摸到手机照明,竟然是总保险跳闸了![s:94]
合上保险,回头就发现另外一个房间亮得好好的LED台灯挂了!新的还没用多久[s:261] 其他损失未明...

难道是地线惹的祸?![s:246]

--- 我偷懒直接用的是插座上的第三根地线做地的,想着我这功率才这么点,那地线也很粗,应该没事的,没想一个大点的TOP有那么强的放电脉冲电流! 以前放电物件都还算有点凸起,电压高点就辉光跑了,这下两个粗柱体相见就动真格的啦。看来要想法另外接个地线了。
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bird_w(作者)
17楼
惹祸的TOP与圆铝柱,以及老TOP一家亲!
IMG_136.jpg

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18楼
调谐的话,扫频仪是最佳选择,当然普遍的DIYer买不起。。。
最好能有台示波器和信号发生器(信号发生器可以自己DIY个),这样调谐能更精确些~
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2011-01-05 00:00:42
bird_w(作者)
19楼
回 4楼(ehco) 的帖子
自己绕高压包问题在于不好做绝缘,我估计3000v以下比较好做,而SGTC需要>10kv的高压以利初级储能及点火。
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bird_w(作者)
20楼
今天重新换接了地线,并且换了谐振电容的均压及泄放电阻,以前没大的,只有1M欧的,勉强用着,结果造成初级高压功率白白浪费很多,电压也提升不上去,新买的10M欧来了立马换上,电源消耗一下小了很多,火花间隙也可以进一步加大,电容储能电压高带来输出的进一步增强,放电距离由往常的18cm轻松延伸到22cm以上,再远不敢试了,因为中间拉远了一次可能因为空载电压太高,发现次级线圈自身打火现象,吓了一大跳,这要烧了可麻烦了。

目前数据是输入220V40W功耗,次级打火(不是电晕)距离达到22cm以上。

我认为SGTC的优势就是可以比较简单的提高初级电容储能,通过时间换取一次较大能量的瞬间释放,形成震撼效果。
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2011-01-06 21:33:33
bird_w(作者)
21楼
回 9楼(859457326) 的帖子
我看其他帖子说的是电弧距离与功率的方根成正比,而不是功率本身成正比,所以就算功率大10倍,距离应该是达到3倍多。
但我一直想就这个问题与各位高手探讨。
我的观点是对SGTC来讲,功率与弧长不存在特殊的比例关系,因为SGTC是由主电容储能,在点火谐振期间向次级传递,激发次级高压,这个过程非常短,即使耦合松,估计10个谐振周期左右也可以全部转移到次级了,而这期间电源输入的能量与电容自身储能相比是不值一提的,通过常见的TC参数可以估算出能量输送功率:对于我做的这个TC而言,谐振频率差不多在450khz,10个周期时间是10/f=22us,电容储能C*U*U/2=0.27/20uf*(15kv*15kv)/2=1.5J,可以算出电能输送功率P=67.5kw,该能量在10T内即可将次级激发到最高电压,这是理想模型,实际还有谐振回路的损耗及不能完全谐振导致能量不能全部转移等因素,但简单可以这样估计了。所以在SGTC中,即便输入功率很小,也可以通过加强储能电容的设计提高次级电压,只是每次输出后间歇时间长些而已,比如输入功率大,电容在放电谐振后可以快速充电储能加入下一个放电周期,每秒比如可以完成200次,功率小,每秒就10次。

对于固态tesla系统,应该存在上面说的弧长与输入功率方根的正比关系,我是这样理解的,在固态特斯拉系统运行中,前级是持续向后级传输能量的,推动次级振幅越来越大,但是因为谐振回路有损耗,并且振幅越大损耗越高,达到一定高度的振幅后,输入能量与损耗能量持平,将会处于稳定状态(假设没有次级放电发生),根据谐振回路的损耗公式,可以算出 P输入=P损=U*U*sqrt(C/L)/(4*pi*Q) --- (请高手指正)--- Q是次级谐振回路Q值,把常见的TC参数带入可以算出如果需要初级达到一定的电压U时需要的输入功率。
从这个公式可以看到,在固态tesla中,提高次级回路Q值可以有效降低输入功率,另外缩小次级电容(TOP)也可以降低输入功率,但因为次级电容的大小决定了单次放电的强度,所以需要综合考虑。

关于这些问题的思考结论期望各位高手指正,如果正确,能够让各位DIY者根据需要就行针对性的改进设计。
+100  科创币    科创论坛   2011-01-22   鼓励原理分析。
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bird_w(作者)
22楼
按我TC的参数,计算了一下如果前级是固态实现,次级C=22pf,L=5.5mh,输出200kv,回路Q值假设为100,此时需要的前级输入功率计算为 2000W。假设提高回路Q值到300,同时把TOP电容降到5pf,20kv需要的功率降为 317W。

请各位大侠指正。
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bird_w(作者)
23楼
进一步的补充思考。
前面谈到SGTC中输入功率不太限制输出电压的强度,那么是不是可以很轻松的提高次级电压呢,我考虑的答案也是否,我认为主要限制在于次级线圈的绝缘问题,如果电压太高,而次级线圈不够雄壮威猛,那么被匝间击穿是毋庸置疑的,至少我现在已经发现了这种情况。
本来我还想再改变初级参数,加强储能强度,提升输出电压,但发现次级显得越来越脆弱,没有好的次级防护手段,可能不允许再提升电压了(即次级电弧长度)。进一步说,在SGTC中精确谐振都应该不算太重要了(当然基本的谐振是必须的),这原本也是我想挖掘的。
目前我TC电弧长度还未达到线圈长度即出现过匝间跳火,我分析了一下,应该是线圈质量问题,线圈表面不够平整,有不少由于弯折后未能抚平形成的小凸起,这些点就成了高危点,要再提高电压,这个应是可做的改进点。

请高人老手多指点。
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2011-01-10 22:21:30
2011-1-10 22:21:30
bird_w(作者)
24楼
回 23楼(bird_w) 的帖子
唉,玩模拟电路没个示波器可实在不爽,现下入手一个国产100Mhz数字示波器,最便宜那款,atten ADS 1102c 。
在初级回路串了个0.01欧电阻,看了下波形,得到一些结果。
无次级线圈(或次级远离谐振点)时:
(1)初级回路震荡衰减较想象大,20个周期基本结束,每个周期差不多电压(电流)跌到91%左右,七个周期降到一半;为什么有这么大的衰减速度,大头是放电电弧的损耗?
(2)回路电流较理论计算大不少,按我TC参数自己估算峰值应该在800A左右,实测最大竟有1500A,不明白哪里算错了,难道我高压包输出电压有4~5万伏?
(3)有次级谐振回路时,有能量回馈现象,4~5个周期即完成初级到次级的能量转移,然后会倒回一些。但在次级有放电发生时,能量转移没有这么快,且不再回馈。
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2011-01-21 23:34:03
2011-1-21 23:34:03
25楼
特斯拉的自制效果好不好还是取决于是否谐振
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2011-07-05 00:53:13
2011-7-5 00:53:13
26楼
楼主的原理分析很贴切实际有很高的参考价值,也为我改进tc提供了参考。
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