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门电路反馈自激的半桥固态特斯拉线圈(由Steve Ward的miniSSTC改制)
ry7740kptv2011/01/08高电压技术 IP:贵州
总算是做成了!之前试制市电逆变的SSTC老是炸管,现在终于成了~

先附上外观图:

参数说明:
初级线圈 1.5mm的绝缘导线在次级线圈下端垫5层电机绝缘纸绕8匝
次级线圈 0.23mm的漆包线在50mm直径PVC管密绕800匝左右
放电端     直径10cm的不锈钢空心球
谐振频率 大约在750kHz左右(由于某些原因,没有用示波器实测到,这个数据是根据公式算出来的,不一定准确)
输入电压 220V AC
功率        1100W左右(用万用表交流档串入输出回路,发现示数摇摆不定~最后通过观察宿舍的智能电表得知的功率~) 旋转 20110108197.jpg
旋转 20110108196.jpg
+100  科创币    caoyuan9642    2011/01/08 鼓励~你终于成功了
+1000  科创币    ehco    2011/01/09 功夫不负有心人,再接再厉!
+1  学术分    joyeep    2011/01/08 做成功的,必须加~
来自:电气工程 / 高电压技术动手实践:实验报导严肃内容:教程/课程
29
 
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~~空空如也
tyl961115
13年5个月前 IP:未同步
273408
快点上效果图呀
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ry7740kptv作者
13年5个月前 IP:未同步
273409
首先感谢Y2K、Joyeep给予的技术支持!

这里我采用的是Steve Ward的miniSSTC电路,由于某些元件在国内不好找,故我对此电路重新设计,下面的两张图分别是Steve的原图和我修改后的电路图:

这里需要说明的是:
1.半桥的桥臂电容我采用了0.33uF安规电容两个并连在一起,同时桥的滤波电解我用两个330uF 200V的串联,因为手头没有合适容量的;
2.灭弧部分的1uF定频电容,我采用了插孔方式插接在电路板上,方便更换(之前用0.1uF的,发现噪音奇大,后来换成了1uF的,降低了灭弧bps,插接就是方便,一拔一插~);
3.这里之所以没有使用天线反馈,本人考虑到其稳定性,所以采用了互感器反馈;
4.桥逆变部分我还在管子DS间加了P6KE440A,GS间加了15V稳压管保护,并且桥两端并联了2uF的安规电容做吸收用;
XXXXeve的图中MUR快恢复二极管起不到保护作用,所以可以去掉,我就把它换成了TVS管; 20110108194.jpg
miniSSTC.jpg
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ry7740kptv作者
13年5个月前 IP:未同步
273410
视频在此:(由于在阳台上录制的,效果可能不是很好,电弧不是很明显~)

XXXXXXXXXXXXXXXXXX/v_show/id_XXXXXXXXXXXXXXXXml

点击此处查看视频
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ry7740kptv作者
13年5个月前 IP:未同步
273411
不过很可惜的是,在试验音乐灭弧时,电路烧掉了,两只IRFP460管子穿了~Y2K分析的原因是由于播放非纯单音音乐时ontime过长导致管子击穿;而我觉得可能是由于管子压力太大,导致了管子在offtime快速变化时不能适应而击穿(毕竟开关频率跑在750kHz,够高了~)

我的音乐灭弧板:https://www.kechuang.org/t/31070

这次试验后留下了些遗憾,主要是由于TC对于宿舍电脑干扰较大,很多舍友的鼠标不能用了,所以这次我搬到了阳台上试验,并且拍摄效果还超差,加上舍友对于巨大噪音无法忍受,所以我的实验只进行了一小会,管子G极的波形我也没来得及测,电路的功率我也没来得及测,待我修好好再进行次实验,把这些数据补充完整~

The End
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yz710804695
13年5个月前 IP:未同步
273434
其实管子被炸的原因就是y2k说的 【一般電路放單高音的話會把off-time拉得很短,近CW.】
    我对其那个音乐 进行分析 发现是人声 频率比较高 导致offtime拉低 以致管子扛不住 从而boom掉
过程
     先把原音源的低频分量提升
49_2d3612944666117da871484d8fae4.jpg
  
          然后对波形进行放大 使其出现消顶失真 丢失部分细节
49_4e4e1294466845efa123ef2ce70ff.jpg
    
          再对其进行【标准化到-.1dB 】操作得到以下波形

49_fd161294467585609d105735de803.jpg

(图中画线的部分便是人声)
     设想这种波形去触发NE555 会出怎样的灭弧信号?
                                                                                                                                          End
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ry7740kptv作者
13年5个月前 IP:未同步
273445
感谢楼上~

刚刚修复好作品,待傍晚时我再补录个视频发上来,到时候再测量下各个参数一起发上来~
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ry7740kptv作者
13年5个月前 IP:未同步
273472
最新放电照片!(由于功率太大,宿舍接近跳闸,所以没有录制视频,仅仅是仓促的拍了张照片,表示这个TC的火力非常猛~) 20110108201.jpg
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yz710804695
13年5个月前 IP:未同步
273476
这个电弧就比较漂亮了 (上午那种电弧像鬼火— —)
PS:才1KW+ 怎么可能跳闸?
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ry7740kptv作者
13年5个月前 IP:未同步
273481
宿舍电表是智能的。。。限制功率350W.。。。
刚才跑了2秒钟,电表就鸣响报警了。。。
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sukeytang
13年5个月前 IP:未同步
273521
[s:222]
不愧是ry作品,做工一如既往的好。
不像我的那台sstc做工那么烂。[s:240]
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bird_w
13年5个月前 IP:未同步
273637
建议楼主分析一下电路各点电压(包括TOP点)及能量流。
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ry7740kptv作者
13年5个月前 IP:未同步
273648
回 11楼(bird_w) 的帖子
下面我对电路进行简单的分析:
    次级谐振电流流经反馈互感器感应出振荡信号,送入施密特反相器(Steve Ward的电路采用的是天线,天线接受次级发射出来的谐振电磁波,转化成振荡电流),由于1N4148的箝位作用,幅度被限制在0-5V间,这样次级谐振的正弦波信号被削掉负半周期,经过两级施密特反相器整形,变成频率、相位与次级谐振电流相同的方波信号,经过与门送入MOSFET驱动器TC4422,其中一个TC4422前面加了反相器反向,使之与另一个TC4422的输出互补,输出12V电平的脉冲推动门驱动变压器,推动半桥对310V的直流电逆变(220V交流市电经过整流滤波后变成310V直流),产生正负155V的高频电流,推动初级线圈,将能量传递给次级线圈。由555组成的灭弧信号通过与门,控制电路的工作与暂停,使电弧按照一定的频率熄灭,即灭弧动作。由于通电瞬间,逻辑门电路输出0,半桥的其中一个桥臂导通,电流流过初级线圈,使次级线圈感应到一个脉冲,同时经过互感器通入了施密特反相器,之后电路起振,进入工作循环。整个电路采用了自激方式工作,逆变桥输出的频率可以根据次级线圈谐振频率改变,以此达到维持谐振。
    关于特斯拉线圈的输出电压问题:根据能量守恒定律,若不计能量损耗,对于一般的特斯拉线圈,1/2*C1*U1^2=1/2*C2*U2^2(C1是主电容的容量,U1是输入电压,C2是放电端对地等效电容,U2是输出电压);对于固态特斯拉线圈,由于初级没有电容,可以根据单个周期驱动电路提供的能量去计算,P*t=1/2*C*U^2(P是驱动电路输出峰值功率,t是ontime,即每个放电周期/电路工作的时间长度,C是放电端对地等效电容,U是输出电压)。
PS:理论计算和实际测量是相差很大的!
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bird_w
13年5个月前 IP:未同步
273918
回 12楼(ry7740kptv) 的帖子
看到楼主有个示波器,所以看各种波形参数方便,有了实测结果能够更好验证思路。
其实问波形是想看看各个非理想器件的实际工作情况,无论与或非门、驱动器、场管,都有不可忽视的延时,所以理论上的正反馈会在实际中走样,工作频率越高,那么反馈回路延时应要越小。
有关能量流的分析,应该比较关键,输入的2000w功率的流向还是值得追究的,我很好奇你如果不在TC设置放电尖端,次级串联谐振电流是否会无法控制而烧坏次级线圈及前级场管,当然加了放电点工作安全了许多,但电压就上不去了。
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ry7740kptv作者
13年5个月前 IP:未同步
273982
回 13楼(bird_w) 的帖子
1.示波器对于电子爱好者是非常必要的,对于分析电路工作,调试及排查故障带来了很大的便捷!我这台是二手的,从淘宝上买的,260+40(物流费)=300块钱,不是很贵哦~
2.延时是有的,这也导致了这个电路不能准确的锁定频率,使得次级部分工作在最佳的谐振环境下,但是相对来说,基本上已经满足了TC工作的条件了。Steve Ward后期的DRSSTC作品,基本上都采用了移相电路,对延迟和电路误差进行了补偿,这一点是值得我们学习的,我也会在今后的电路设计中尝试这项技术!
3.可能我的测量方法确实存在问题,不过我个人觉得,初级线圈只有8T,对于220V输入的逆变桥来说,出kW级的功率也不是难事。还有就是放电尖端的问题,如果不加,确实会炸掉逆变桥,因为能量无法释放出去,积累在初级部分,致使流过逆变桥的电流过大,损坏逆变桥~

PS:LS可否留下QQ号?很希望和你交流学习!(我的QQ:274616260)
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tyl961115
13年5个月前 IP:未同步
274024
换做全桥吧。。半桥1KW压力有点大~~看来是应为比较连续的关系所以功率那么大~~估计工作30秒都有压力。。满功率下
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ry7740kptv作者
13年1个月前 IP:未同步
293208
今天又做了下修改,初级匝数变为13T,终于宿舍电表不报警了~[s:233]
点击此处查看视频
发现这东西50V输入时竟然也能起振,很诧异。。。
50V输入时效果:XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/filestore/minisstc_50V.rar
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cjboy2008
13年1个月前 IP:未同步
293437
曲子是甩葱。。。
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ry7740kptv作者
13年1个月前 IP:未同步
293944
哪来的甩葱?
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cjboy2008
13年1个月前 IP:未同步
294785
Ieven Polkka不就是甩葱么。。。
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ZhenHong
11年1个月前 IP:未同步
517269
小小MOS竟然能玩到KW级!!![s:225]
+1
科创币
奇侠
2013-04-18
460半桥开到1500W。。可以试试哦
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rb-sama
11年1个月前 IP:未同步
517458
[s:225]  Too strong!
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超威猴子
10年3个月前 IP:未同步
668466
果然上灭弧电弧会变长 还是因为我用的只是半波整流?
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虎哥
7年9个月前 IP:四川
823521
不知道现在还流不流行G极驱动上加小电阻来消振。
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顶201
6年9个月前 IP:广西
837446
挖坟抱歉
楼主次级线圈的频率你是用什么公式算的...我用计算器怎么算的1000多khz
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ry7740kptv作者
6年9个月前 IP:江苏
837448
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comter2001
6年9个月前 IP:广东
837491
很好奇你的初次级基本上靠紧的   上220V居然不打火 ,那5层绝缘垫有这么神奇吗?
平时我做的DR  的螺旋管初次级至少离3CM  ,打得火不要不要的 , 有次是平板线圈最里圈 离次级5CM   还打火烧了次级.
大神帮我系统地介绍下这方面的知识
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ry7740kptv作者
6年9个月前 IP:内蒙古
837493
引用 comter2001:
很好奇你的初次级基本上靠紧的   上220V居然不打火 ,那5层绝缘垫有这么神奇吗?
平时我做的DR  的螺旋管初次级至少离3CM  ,打得火不要不要的 , 有次是平板线圈最里圈 离次级5CM   还……
没打火或许是运气成分吧,严格意义上讲这么搞确实不行的。
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