Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » Электроника » Полумостовая транзисторная катушка Тесла

    Полумостовая транзисторная катушка Тесла

    Приветствую, радиолюбители-самоделкины, а также все неравнодушные к высоковольтным разрядам!



    Знакомство с радиоэлектроникой а также навыки пайки открывают перед человеком массу новых возможностей. Например, если обычные люди могут лицезреть красивые высоковольтные разряды молний лишь в небе, и то, во время грозы, то радиолюбитель же может создать свою собственную "молнию" прямо у себя дома, на столе. Такой "молнией" является катушка Тесла - популярное устройство, которым интересуется множество радиолюбителей по всему миру - и это неспроста, ведь устройство имеет относительно не сложную конструкцию (хоть и требует кропотливой настройки), но зато позволяет создавать поистине красочные разряды, которые не оставят никого равнодушным. Существует несколько разновидностей катушек Тесла, вкратце, все они делятся на два типа - ламповые и транзисторные. Первые - самые аутентичные, именно они были созданы в те времена, когда полупроводников ещё не существовало. Транзисторные же были созданы позже, с появлением мощных полупроводников, их также можно разделить на несколько типов: самыми распространёнными, часто собираемыми являются однотактные (первичную обмотку коммутирует один транзистор), полумостовые (два транзистора), мостовые (четыре транзистора). Однотактные наиболее просты с точки зрения схемотехники, но обладают не самым лучшим КПД - один единственный транзистор сильно нагревается и не позволяет получить максимум длины разрядов. Мостовые схемы - наиболее продвинутые, в них первичная обмотка получается самый максимум питания, но и их настройка дело не из лёгких - без осциллографа правильно настроить такую катушку почти нереально, а при неправильной настройке мощные транзисторы будут один за другим сгорать. Полумостовые схемы можно назвать самыми популярными из всех вышеперечисленных, так как они обладают самыми оптимальными параметрами: не слишком сложная настройка, по сравнению с мостовыми, надёжность, а также неплохой КПД. В этой статье речь пойдёт о создании классической полумостовой катушки Тесла, для сборки которой не потребуется каких-либо труднодоступных компонентов, автор утверждает, что собрал её буквально "из того, что было". Схема представлена ниже.



    Рассмотрим более подробно каждый элемент схемы. В самой левой части виден вход питающего напряжения 220В - оно подаётся на понижающий до 12В трансформатор, после чего 12 переменных вольт выпрямляются диодным мостом и сглаживаются фильтрующими конденсаторами. Здесь не обязательно использовать именно трансформаторное питание - подойдёт любой импульсный блок питания на напряжение 12-15В, от этого напряжения будет запитываться лишь логическая часть катушки Тесла. Источник должен выдавать ток как минимум 1-2А. На схеме также можно увидеть ШИМ-контроллер, микросхему TL494 - крайне популярная микросхема, которая часто используется в импульсных блоках питания, например, компьютерных. Без проблем найти её можно и в магазинах радиодеталей по небольшой цене. Задача данной микросхемы - генерировать прямоугольные импульсы, которые, после некоторой обработки, будут подаваться на затворы силовых транзисторов, управляющих первичной обмоткой. Номиналы в обвязке этой микросхемы уже подобраны так, чтобы частота импульсов регулировалась потенциометром R5 в нужном диапазоне - в дальнейшем, после сборки схемы, частоту нужно будет подбирать, вращая потенциометр, до достижения резонанса. При сборке схемы не стоит экономить на фильтрующих конденсаторах - по питанию электролит должен быть как минимум 1000 мкФ, лучше - больше, а также непосредственно возле выводов питания самой микросхемы не лишним будет поставить дополнительный блокировочный конденсатор на 100 нФ, для стабильности работы схемы.

    Готовые прямоугольные импульсы снимаются с 9 и 10 выводов микросхемы. Но напрямую подавать их на затворы транзисторов нельзя - необходим каскад, который будет буферизировать сигнал, "разгружая" выводы микросхемы, а также обеспечивать гальваническую развязку между силовой и логической частями. Именно для этого на схеме присутствует мост из биполярных транзисторов, два NPN (КТ972), и два PNP (КТ973), нагрузкой моста выступает первичная обмотка GDT-трансформатора - но обо всём по порядку. Идеально для этой части схемы подходят транзисторы Дарлингтона, они имеют мощность с запасом, а также сверх-высокий коэффициент усиления, но при особой необходимости их можно заменить и на маломощные, например NPN - BC547 и PNP - BC557, схема будет работать. Четыре диода служат для защиты транзисторов от импульсов самоиндукции, возникающих в обмотке GDT-трансформатора. Можно использовать любые диоды, например, 1N4148 или 1N4007.



    GDT - трансформатор служит для передачи переменного сигнала от логической части схемы к силовой. Он имеет три обмотки - одну первичную и две вторичных, первая подключается к мосту в логической части, а вторичные обмотки в силовых транзисторам в соответствии со схемой. При этом нужно соблюдать направление, то есть фазность обмоток - точками на схеме показаны начала каждой из обмоток. Это необходимо для того, чтобы в момент открытия одного транзистора второй закрывался, и наоборот, если перепутать начала и концы, то два транзистора будут одновременно открываться и одновременно закрываться, что сразу же приведёт их выгоранию. Намотать трансформатор можно на любом ферритовом колечке диаметром 1,5-2см, подойдут с магнитной проницаемостью около 2000. Для намотки можно использовать провод 0,4 мм, либо провод из витой пары, как сделал автор. Количество витков может быть равно 16-25 (для каждой обмотки одинаково), подбирается экспериментально. Ниже представлена осциллограмма сигнала на затворах, видно, что два сигнала противоположны по фазе.



    Схема собирается на двух платах - силовая на одной, логическая на другой. Платы представлены в конце статьи, открыть их можно с помощью программы Sprint Layout, выполнить платы позволит метод ЛУТ, информации о котором предостаточно в интернете.



    Силовая часть питается от высокого напряжения (от 50 до 200В), получить которое можно с помощью подходящего трансформатора, либо путём включения вторичных обмоток нескольких трансформаторов последовательно, в этом случае их напряжения будут складываться. Чем больше будет напряжение - тем сильнее будут высоковольтные разряды, но и сильнее будет нагрузка на транзисторы. Диод D3 на схеме служит одновременно для выпрямления переменного напряжения, а также для ограничения питающего напряжения, ведь он обрезает одну из полуволн, оставляя лишь половину мощности. Для увеличения мощности его можно заменить на полноценный двухполупериодный выпрямитель. Конденсаторы в силовой части должны быть рассчитаны на напряжение как минимум 400В, транзисторы - оптимальный вариант - IRFP460, но подойдут также любые, рассчитанные на не меньший ток и напряжение.



    Первичная обмотка содержит 5-8 витков толстого медного провода, расположенного вокруг вторичной - а она, в свою очередь, состоит из множества витков тонкого медного провода. "Нижний" конец вторичной обмотки должен подключаться к заземлению, но его его нет - можно подключать к делителю из конденсаторов С3 и С4, как показано на схеме, номинал ёмкостей этих конденсаторов может меняться в широких пределах. С "высокого" конца вторичной обмотки снимаются высоковольтные разряды - там можно установить тор, либо металлическую сферу, а также установить острый терминал, с которого будет "вылетать" коронный разряд.


    Полумостовая транзисторная катушка Тесла



    Корпус для катушки предпочтителен диэлектрический - он не будет биться током. Автор сделал корпус своими руками из фанеры, а затем покрасил его морилкой в красивых красноватый цвет. Таким образом, катушка будет радовать не только красивыми разрядами, но и внешним видом.



    Все "внутренности", то есть схема катушки укладывается внутрь корпуса, снаружи к ней подводится питающее напряжение. Силовые транзисторы нужно установить на радиатор - так они не будут перегреваться. Все элементы должны быть надежно закреплены, ведь случайное замыкание в силовой части неизбежно приведёт к фейерверку. Удачной сборки!


    platy.rar [17.31 Kb] (скачиваний: 17)

    Источник (Source)
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

    Винтажный радиоприемник со шкалой и передачами времен Второй мировой войны

    Маломощный стабилизатор тока для питания лазеров

    7
    Идея
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    10
    Описание
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    8
    Исполнение
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    Итоговая оценка: 8.33 из 10 (голосов: 1 / История оценок)

    Добавить комментарий

    2 комментария
    R555
    Korolev,
    Знакомство с радиоэлектроникой а также навыки пайки открывают перед человеком массу новых возможностей. Например, если обычные люди могут лицезреть красивые
    xaxa Меня только этот новый опус Бидончика жутко развеселил dance2
    Кто не ошибается, тот не делает ничего.
    Korolev
    Ну наконец-то, а то я уже засучал! Ну, поехали:
    Для намотки можно использовать провод 0,4 мм, либо провод из витой пары, как сделал автор
    Бред, хотя бы на фото посмотрел! В исходнике:
    D3 выпрямительный диод, служит также как ограничитель тока
    В бидон-бреде:
    Диод D3 на схеме служит одновременно для выпрямления переменного напряжения, а также для ограничения питающего напряжения fool
    Силовая часть питается от высокого напряжения (от 50 до 200В), получить которое можно с помощью подходящего трансформатора, либо путём включения вторичных обмоток нескольких трансформаторов последовательно, в этом случае их напряжения будут складываться
    Бред! Схему, конструкцию, смотрел? fool
    Первичная обмотка содержит 5-8 витков толстого медного провода, расположенного вокруг вторичной - а она, в свою очередь, состоит из множества витков тонкого медного провода
    xaxa

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Опрос
    А Вы знаете, что на сайте оплачиваются отчеты о создании самоделок?

    Последние комментарии

    Все комментарии