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[讨论] SSTC ?!

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五彩晶圆(中级)

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发表于 2017-12-9 23:48:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
teslaosc.jpg
这电路,其实並非新鲜事物,节能灯及卤素电珠的自激型驱动,就经常用到它。
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 楼主| 发表于 2017-12-10 00:23:33 | 显示全部楼层
在上述应用中,电流互感器的原边被限流,副边电压遇上管子的发射结,会被钳低,不会把管子弄坏,副边如果开路,亦不过停振而矣,
可是,若然负载短路,后果就不一样了,假如电源电压低于 0.7V(但不能低于 0.4V),这电路仍是安全的,电源电压超过 0.7V,电流互感器的副边电压就会把发射结击穿!
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 楼主| 发表于 2017-12-10 01:12:16 | 显示全部楼层
电流互感器严禁开路,但这个 固态特斯拉线圈(SSTC)的原理,却正正是利用这个违规操作!
这是一个 变压器反馈 的振荡电路,反馈绕组开路,电路理应不振荡,但是,这电路的副边电压是 2400V,管子一旦因扰动而开通,副边或许会打火,这么一跳火,反馈就接通,电路就可起振並且持续拉弧,
这电路我造过,变压比没图中的那么大,1︰30 而矣,喷不了弧,但可把 4W 的荧光灯点亮,这电路有个地方要注意,发射结必须以二极管反向並联,以免被高压击穿,这二极管应该用快速的,市电整流管太慢,网上所见竟然是用LED,我用的是两个 1N5822 串联。
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maychang

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发表于 2017-12-10 10:21:39 | 显示全部楼层
首帖电路不全吧?
变压器副边接到哪里去了?图中看不出来。

点评

[attachimg]333639[/attachimg] 对啊,起先我也是这么怀疑,及后想到,弧能拉起来了,副边不就有电流吗,这电流是通过发射结的,可起到正反馈的作用,电路就可维持振荡,从而继续起弧,拉着弧的电路,不就跟此图的  详情 回复 发表于 2017-12-11 00:22


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发表于 2017-12-10 19:49:54 | 显示全部楼层
“ 在上述应用中,电流互感器的原边被限流 ” ----- 这是哪个国家的语言?


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 楼主| 发表于 2017-12-11 00:22:10 | 显示全部楼层
maychang 发表于 2017-12-10 10:21
首帖电路不全吧?
变压器副边接到哪里去了?图中看不出来。

dianliufankwei.jpg
对啊,起先我也是这么怀疑,及后想到,弧能拉起来了,副边不就有电流吗,这电流是通过发射结的,可起到正反馈的作用,电路就可维持振荡,从而继续起弧,拉着弧的电路,不就跟此图的等效吗?

点评

此图就很容易理解了。 确实存在相当强烈的正反馈。这是磁耦合多谐振荡电路,可以自行起振。管子的关断靠铁心的磁饱和或者管子的饱和。  详情 回复 发表于 2017-12-11 08:37
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maychang

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发表于 2017-12-11 08:37:17 | 显示全部楼层
hk6108 发表于 2017-12-11 00:22
对啊,起先我也是这么怀疑,及后想到,弧能拉起来了,副边不就有电流吗,这电流是通过发射结的,可起到 ...

此图就很容易理解了。
确实存在相当强烈的正反馈。这是磁耦合多谐振荡电路,可以自行起振。管子的关断靠铁心的磁饱和或者管子的饱和。


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 楼主| 发表于 2017-12-12 00:04:53 | 显示全部楼层
这种拓扑,间歇振荡器也会用到,只是变压比不需那么大。

升压比愈小,反馈电流愈大,要让管子能饱和,匝数比应该小于管子的 β,
当作为反馈组件使用时,如果带的是感性负载,就只能使用磁饱和法(饱和的是电流互感器),
磁饱和法,如果用软磁材料,占空比小于 0.5 可用于单管电路,若然用的是矩磁材料,则以推挽电路为宜,否则要另加复位配置。
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 楼主| 发表于 2017-12-12 23:27:01 | 显示全部楼层
带感性负载的管子,若开通够快,都可饱和,
如果 Ic 配额很大,磁芯先饱和,原边电流停止增长,如果是电流互感器,则原副耦合程度严重减弱,不论管子仍然饱和与否,反馈都立即消失,反之,Ic 配额小,则原边电流于磁芯未饱和时已受限而停止增长,反馈也同样无以为继。
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 楼主| 发表于 2017-12-12 23:45:35 | 显示全部楼层
特斯拉线圈为何称之为线圈,而不叫做 特斯拉变压器 呢,
我想,是因为原副边的耦合太弱了,两个绕组都是空芯的,耦合本来就不紧,加上距离颇大,
除了同轴,几乎已没有耦合关系,反而更像发射与接收,但正因如此,副边的谐振状况反而可在某程度上脱离 变压器的恒功率法则 的束缚。
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 楼主| 发表于 2017-12-14 01:04:43 | 显示全部楼层
作为 特斯拉线圈,不拉长弧实在不像话,
在常温常压的干燥(湿度低于 50%)空气中,要稳稳的拉起十公分的电弧来,所需的电压多高?
好的,一万伏特可以吧,匝数比一百,那么,原边也得一百伏特,硬开关动作会导致严重的 电压应力,管子耐压没三百伏不保险,这差事以 2N3055 的本事都扛不住,遑论 8050 了。
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 楼主| 发表于 2017-12-15 00:14:02 | 显示全部楼层
SSTC 是个振荡器,需要正反馈的,所以,跟火花隙式相比,耦合是不能太松的,
要拉出超过十公分长的电弧,一万伏 不过是个起码条件,还要加上谐振增压才行,
由于以反馈绕组直接输出高压,发射结必须有反向旁路,题头图那电路,管子的β要大于一百,否则管子不能饱和。
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 楼主| 发表于 2017-12-15 00:36:21 | 显示全部楼层
铁芯的存在,可让变压器以较少的匝数取得更高的频率和电压,並且因线材阻力小了,Q值可更高,
磁饱和稳压变压器,是藉着磁分路营造漏磁效果,使耦合变弱,既保证铁磁谐振的进行,又使主变部份的功能得以正常发挥,
而且,松耦合效果是以磁分路营造的,磁场局限于铁芯内,对外干扰大慨会比空芯线圈小,所以我就想,SSTC 的制作,可否以 铁磁谐振稳压变压器 为参考。
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 楼主| 发表于 2017-12-16 00:55:52 | 显示全部楼层
电弧是强噪声源,闭合磁路减少的是线圈自身的磁场干扰,对电弧没用,但可使线圈的结构紧凑坚固,可在有限空间内实现 超松耦合;
硬开关造成严重的电压应力,但为使原边能量尽可能多的落到电弧上,吸收电路(不管有损无损)能不加就不加 (加了后输出更强那就另当别论),这是管子耐压需高的因由。
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 楼主| 发表于 2017-12-17 00:59:21 | 显示全部楼层
行输出变压器的高压包,肯定不止300匝了吧,
二十几伏进去,两万多伏出来,那就是一比一千啊,
行变的原边有多少匝,5匝有吧,就以 5匝 来算,副边(高压包)就是 5000匝,
你想输出更高的电压,就要提高频率,因为,频率高了,原边才能承受更高电压,
但是,高压绕组的分布电容会成为频率的制约因素,从而使输出电压的提高也受限。
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