Witam wszystkich!

Niedawno zainteresowałem się tematyką wysokich napięć więc zbudowałem swoją pierwszą
teslę opartą na "slayer exciter". Efekty jednak mnie nie zaspokajały (2cm wyładowania)
więc chcąc zwiększyć wyładowania przy małej ilości elementów wykonałem sterownik do trafopowielacza.

Efekty były znakomite na początek lecz po kilku spalonych mosfetach nie mam już żadnego tranzystora mocy.

Udało mi się nawet wykonać modulację audio . Układ działał przez 20sek i nastąpiła awaria.(opisałem poniżej)

Oto schemat: https://youtu.be/6oNx5LHtvHw?t=12m30s

Mosfetami które użyłem były: IRFZ44N i IRF540

Mam jednak kilka pytań:
-Dlaczego mosfety się spaliły? Patrząc na datasheet tranzystor na filmie ma 2-4 krotne lepsze parametry lecz maksymalny prąd pobierany przez układ wynosił 4A a napięcie zasilania 30V.
Więc nie wiem czemu one się spaliły chociaż mają parametry na 100V i 20A.

-Dlaczego diody są podłączone w ten sposób a nie z cewką w sposób zaporowy jak w przypadku sterowania przekaźnika tranzystorem? One nie chronią przed szpilami napięcia. (chyba)

Ja użyłem diod 31DQ041C (która dziwnym trafem się przepaliła) i SB360040I która się strasznie grzała. Diody podłączyłem jak na schemacie.

Awaria wyglądała tak
-dioda się przepaliła
-mosfet się przepalał
-uruchomiłem układ tylko na 1 mosfecie
-Dioda się grzała i odpadła od mosfeta bo rozpuściła lut
-mosfet się spalił

Wiem ,że coś się przepaliło bo miałem w szeregu podłączony amperomierz i pokazywał kiedy prąd był większy niż 4A - a to znaczyło ,że się coś przepaliło.

Tl494 działał prawidłowo- bramki były ładowane prawidłowo- mosfety otwierały się też prawidłowo- świadczą o tym przebiegi z oscyloskopu.

Zawsze uruchamiałem układ z wypełnieniem ok 10-20%

Może mi ktoś wyjaśnić co robiłem nie tak? I wyjaśnić moje wątpliwości?

Ten układ z tego co się orientuję musi mieć 50/50 wypełnienie. To jest przetwornica typu push pull. Jeśli potrzebujesz jako źródło zasilania pod tego trafopowielacza nie lepiej zrobić ZVS albo kupić za 10 $ albo zrobić jakiś samodławny oscylator na jednym tranzystorze?

Niezupełnie. Maksymalne wypełnienie dla przetwornicy przeciwsobnej to 50/50 (odjąć czas martwy), ale może być niższe, ba, można nawet implementować PWM i nie stanowi to problemu. A takie warunki nam zapewnia aplikacja tl494 w trybie PP.



IRFZ44N są na 55V. Klucze w przetwornicy przeciwsobnej muszą wytrzymać 2*Vcc, a więc minimum 60V. Do tego dochodzą przepięcia, zapas itd.
Generalnie, jedne i drugie klucze nie są zbyt "ambitne", dobrze by było jakbyś wsadził coś lepszego...



Owszem chronią. Tyle, że gdybyś włączył je równolegle do uzwojenia stanowiły by zwarcie pochłaniające dużą część energii przepływającą w układzie (albowiem sporo jest przez szpile przenoszone). Diody równolegle do kluczy powinny zwierać przepięcia na pojemności filtrujące zasilanie (tyle, że łączenie ich równolegle do tranzystora bez zablokowania diody obecnej już w jego strukturze nie jest najlepszym pomysł). Bo oczywiście rozumiem, że zadbałeś aby elektrolit filtrujący zasilanie obwodu mocy był tak blisko elektroniki jak to możliwe (i najlepiej low-ESR)? To dość istotne w takim układzie... Osobiście dałbym też na szyny zasilania jakiś kond MKP dla lepszego pochłaniania transjentów.



Skąd wpadłeś na pomysł uruchomienia z jednym kluczem? Zamieniłeś układ w prymitywny flyback który generował gigantyczne przepięcia - to one zniszczyły klucz i diodę. Nie rób tak więcej.

Generalnie, wygląda na to że i tak masz przepięcia które niszczą klucze. Możliwe, że należy dodać snubbery RC(D).
Sterowanie bramkami także nie jest najszczęśliwsze, mógłbyś chociaż ściągnąć bazy par komplementarnych do bazy rezystorem np. 1k, bo póki co tl494 steruje je należycie stanem wysokim, ale ze staniem niskim jest już gorzej... Osobiście bym tu wstawił scalone drivery MOSFET, ale co kto lubi.

A, ile masz zwojów na pierwotnym?

Dobrze by było, jakbyś nam pokazał przebiegi D-S i G-S kluczy.

Dziękuje za zainteresowanie tematem!

Co do tego niemądrego pomysłu to historia była taka:
Chciałem pochwalić się rodzicom ,że zrobiłem takie coś co generuje dźwięk z "błyskawicy"
niestety przed pokazem spalił się pierwszy mosfet i chciałem im to pokazać to uruchomiłem na jednym.

Po prostu zrobiłem błąd - już wiem i nie będę tego robić.


Co do umieszczenia elektrolitów to niestety umieściłem trafopowielacz ok 0.5m obok układu sterującego i zasilania (dla bezpieczeństwa) skoro to może pomóc to skrócę te kable.

Układ sterujący jest zasilany z osobnego trafa- masy zasilaczy oczywiście podłączyłem
Zaobserwowałem jednak ,że układ wychwytuje zakłócenia (zniekształcone przebiegi na wyjściu tranzystorów sterujących)

Niestety to były moje ostatnie mosfety i został mi tylko jeden ale na większą moc 2SK2746. I kilka innych- poszukam informacji o nich za chwilę jak nie znajdę.

Myślałem o ulepszeniu sterowania mosfetem bo jak dałem ten większy (bez obciążenia!) to bramka baaardzo wolno się ładowała- mam wzmacniacz operacyjny ale specjalny który ma prąd wyjściowy 1A to starczy aby go zastąpić?

Co do diod przy mosfetach to powinny się one tak grzać? Chyba ,że dam snubbery, powiększę elektrolity na zasilaczu i poprawię filtrowanie- to powinno je trochę ochłodzić.



Z powodu tego ,że nie mam części to będę robić zamówienie za ok 2 tyg. Możecie powiedzieć co kupić aby ulepszyć ten układ? (filtrowanie, mosfety, sterowanie).

PS. Wiem ,że powinienem się zapytać o to w innym dziale ale możecie wycenić takiej wielkości teslę (tylko części elektroniczne + drut do nawinięcia) jak na filmie: https://www.youtube.com/watch?v=fLiji1YgDGU?
Ma być SSTC i mieć wyładowania ~20-30cm max. Chciałbym mieć też sterowanie muzyką jak na tym: https://www.youtube.com/watch?v=mOxyqljlUds filmie.

Te 2SK2746 to średnio, duże Rds a małe Id, raczej nie polecam.

Alpejskie kombinacje ze wzmacniaczami operacyjnymi to nie jest dobry pomysł. Jak chcesz zrobić to solidnie, to kup drivery MOSFET (np TC4420, albo jakiś podwójny nawet) i podłącz tak:



Tak wysterujesz bezproblemowo dowolny klucz.

Diody nie powinny tam być równolegle bez blokowania diod kluczy... Grzeją się bo są szpile, można by dobrać snubber, powinno poprawić sytuację.




Te na filmie, to są DRSSTC. Zapomnij - drogo i bardzo zaawansowany układ.

Jeśli jednak chciałbyś robić SSTC, to kilkaset złotych. Może 200, może 500, to zależy od wielu rzeczy. Do MIDI będziesz potrzebował sterownika na mikrokontrolerze i oprogramowania doń...

Na filmie chodziło mi tylko o wielkość. Skoro mówisz ,że takie coś może nawet 200zł kosztować to sobie jednak jak na razie odpuszczę- chyba ,że znajdę tańszy układ ok 50zł. (wystarczą mi nawet 10cm wyładowania)
A interrupter audio (tak się to nazywa) to zwykły mi starczy (ciągłe wyładowania z muzyką).

Co do mosfetów to jakie polecasz?
A i blokowanie diod kluczy to przylutowanie diod do tranzystora w kierunku przewodzącym? (katoda do drenu)

Półmostkowa SSTC da 10-20 cm i koszt utrzymasz w granicach 200-300zł jeżeli się postarasz.

Za 50zł nie zbudujesz nic co da Ci oczekiwane efekty, a przy tym będzie działać stabilnie i pewnie. Chytry dwa razy traci.

Sterownik MIDI bez µC jest możliwy do zbudowania, ale jego możliwości pozostawiają wiele do życzenia... µC to jednak dużo lepszy pomysł.

IRFP250 albo IRPF260 będą tutaj całkowicie OK.



Mówię o czymś takim:



Co nie zmienia faktu, że w tym układzie IMHO dodawanie zewnętrznych diod mija się z celem.

Właśnie o takiej konfiguracji diod myślałem.

Możesz mi powiedzieć czemu ona tak kosztuje?
Ja naliczyłem ,że elektronika będzie kosztować ok 40-50zł skąd się bierze reszta kosztów?
Oczywiście mówię o samej elektronice. Samą cewkę z toploadem oraz zasilanie mam.
(ok. 30V 2A) Chyba ,że mówimy o cewce zasilanej z sieci?

Podejrzewam ,że najwięcej kosztują tranzystory i wszechobecne kondensatory.

Oczywiście że z sieci, z takiego zasilacza wiele nie ugrasz. ;P

Tranzystory, GDT (sam rdzeń to 10-15zł ) kondy, drivery itd. Odpowiedni rezonator raczej będzie trzeba wykonać od nowa. Dużo drobnych wydatków składających się do kupy.

Mam kilka elementów z wylutu np. taki rdzeń proszkowy na GDT z ATX ale to trochę za mało.

Pozostanę więc przy tym projekcie bo jest tańszy.
Wystarczą te mosfety podane na filmie czy trzeba je na mocniejsze wymienić?
Z tego schematu z filmu to zamiast tranzystorów sterujących dam drivery do mosfetów- jak radziłeś.

A teslę to ulepszę do wersji z pojedynczym mosfetem i driverem- będzie tańszy, wyładowania ciut większe i się czegoś przy niej nauczę Uszkodzenie takiej tesli nie będzie też kosztowne.

Z powodu tego ,że zbliżam się do zamówienia- mógłbyś mi podać nazwę takiego uniwersalnego mosfeta średniej mocy? np. do eksperymentów z takimi przetwornicami pull-push, buck, boost, taki trochę lepszy niż te IRFZ44N które mi się ciągle paliły.

Który się nie nadaje, było o tym wiele razy na forum.
Rdzeń GDT musi być z materiału o odpowiednich właściwościach, najpopularniejszy jest ferryt typu 3E25.

IRFP260 powinny tu starczyć z zapasem.



To zależy od prądów i napięć... IRFP250/260 stosuję "standardowo", są bardzo dobre, ale w konkretnych przypadkach można by dobrać bardziej optymalne.

Udało mi się zbudować ten flyback na nowy częściach z zamówienia.
Wszystko idealnie, pierwszy test ma za sobą.

Niestety martwią mnie przebiegi na bramkach.
Jak testowałem ładowanie bramek to wszystko było idealnie tylko po podłączeniu
reszty pojawiły się szpilki wtedy gdy mosfet ma być wyłączony.
Martwi mnie to bo szpilki sięgają 3V a to wystarczająco aby mosfet się częściowo włączył.

Może mi ktoś pomóc jak zlikwidować to?
Driver zrobiłem na tranzystorach BD140 i BD139 oraz zaprojektowałem go aby ładował mosfeta prądem o maks natężeniu 1A.

Schemat tego zamieszczę za chwilę a w załączniku przedstawiam przebiegi.

Zrobiłem dzisiaj kilka eksperymentów.
Niestety wyniki są niezbyt dobre.

Do kanału pierwszego podłączyłem bramkę mosfeta a do drugiego dren.

Okazało się ,że tranzystor się otwiera podczas tej małej szpilki co oznacza ,że się grzeje.
Testowałem krótko- 12sek maksimum. I mosfety były ciepłe.

Możecie mi pomóc zlikwidować te szpilki w driverze?

Na drenie mosfeta pojawiają się przepięcie rzędu 250V - jak mam je zlikwidować?
Zasilanie 18V-36V nie ma znaczenia.

Próbowałem zmieniać wypełnienie - od 20% do 50%
Przy minimalnym wypełnieniu iskra ledwo co się zapala i widać ,że tranzystor się otwiera w trakcie stanu niskiego przez tą szpilkę w driverze.

Przy 50% łuk wygląda jak z ZVS czyli sporo prądu płynie.
Jednak co jest dziwne mosfet się już nie otwiera w trakcie tej szpilki!

1.Screen- 20%
2.Screen- 50%

Czy ktoś w ogóle interesuje się moimi tematami??

"Wycinałeś" diody kluczy stosując shottky + ultraszybką?

Jak w tej chwili sterujesz kluczami? Elektroniczny driver powinien dać radę w stanie niskim zwierać do masy przepięcia przedostające się przez pojemność D-G klucza.

Można też spróbować dodać gasiki R-C równolegle do klucza i uzwojeń trafa, wartości będzie trzeba dobrać eksperymentalnie...

Tak wycinałem - nie chciałem iść na skróty bo wiem ,że to mosfetom mogło zaszkodzić
Mosfety to IRFP250 a diody to:
MUR820 (dioda szybka do zwierania przepięć)
SR540 (dioda schottkiego do zablokowania diody w mosfetach)

Dobrałem takie jakie mi się wydawały dobre (chciałem dać lepszą schottki ale to była najlepsza)
Wszystkie diody działają- sprawdziłem przed chwilą.

Co do przepięć to się domyślałem ,żeby dać jakiś gasik.

Z driverem to zastosowałem swój - push pull na BD140 i BD139. Te przepięcia w driverze pojawiają się tylko pod obciążeniem (te z 20%) - jakoś ten tl494 generuje je wtedy gdy na drugim kanale jest stan wysoki.

Edit: Oto moje kondy- myślę ,że te brązowe (chyba foliowe) się nadadzą.
Te małe okrągłe niebieskie to kondy z powielacza napięcia z drukarki laserowej
250V 800pF, i 1kV 300pF. Oraz żółte 1kV 8nF.

Z ceramicznych mam prawie każdą wartość od 1pF do 220nF
A z rezystorów to mam najmniejszy 10om.

Jaki kondensator mogę użyć aby go nie spalić? Oraz jaki rezystor mam dać do gasika?

Edit2: Zrobiłem eksperyment z kondensatorami podłączonymi od drenu do źródła mosfetów-
były to te brązowe foliowe. Wygasiło wszystkie szpilki na drenach! Lecz... przy drenie uzyskałem sinusoidę o wartości Vpp 160V - dobrze ,że niższą od tych przepięć ale powstały straszne dzwony na bramkach oraz kondy się trochę grzały - wyładowanie było niestabilne.

Jestem blisko ale na pewno nie te kondy- już wiem dlaczego się nie nadają.
Spróbuję dać rezystor w szereg oraz zamienić kondy na np. te ceramiczne.

Pokaż [b]dokładnie[b] jak wszystko było połączone, żeby się upewnić czy nie zapomniałeś o jakimś drobiazgu (jak rezystor pull-down przed parą komplementarną).

Dawanie na ślepo konda równolegle do złącza D-S jest złym pomysłem. Tu powinien być kondensator i rezystor szeregowo. Co do wartości, eksperymentuj... kilka(naście) nF i kilkadziesiąt (albo mi 100+)Ω.

Kond ceramiczny pewnie ujdzie, MKP byłby najlepszy. Powinien być na napięcie kilkuset woltów.
Na zdjęciu wiele nie widać...

Sukces! Udało mi się wygrzebać z moich zasobów kondy MKP o pojemności 0,047uF
Po podłączeniu ich pomiędzy D i S szpile spadły z 240V do ok 180V
Czyli poniżej maksymalnego napięcia mosfetów.

Jednak będę próbował nadal zbić te napięcie jeszcze trochę. Bo im mniej tym lepiej.

Kondy trochę się nagrzały- były lekko ciepłe ale mosfety to nawet się nie zaciepliły tym razem.

Co do oporników to chyba muszą być kilkuwatowe? Myślę ,że moje 1/4W się nie nadadzą.
(Próbowałem z kondem ceramicznum 10nF i rezystorem 220om to się rezystor spalił a żadnej korzyści to nie przyniosło)

Edit: Wyciągnąłem z systemu zasilacza ciut większe kondy (myślę ,że muszą być dobre bo pracują przy większych napięciach i mocach).
Kolejny sukces. Napięcie zredukowane do 120Vpp!

Zostaje tylko problem mojego miernego drivera. Zrobię schemat za chwilę.
Na wyjściu panuje totalny chaos- wielkie dzwony, przy mniejszym wypełnieniu zniekształcenie sygnału. Zauważyłem też ,że po zmianie kondów moc się zwiększyła. Musiałem zmniejszyć moc aby dało się coś słyszeć bo wyładowania (takie jak z ZVS) nie generują dzwięków.

Będę eksperymentować nadal.

Bezpośrednie umiejscowienie kondensatora na D-S klucza w tym przypadku to niedźwiedzia przysługa. Tak, przy zamknięciu klucza pochłania on przepięcie, ale w chwili otwarcia zgromadzony w nim ładunek gwałtownie rozładowuje się przez tranzystor, co może prowadzić do termicznego uszkodzenia jego struktury...
Takie łączenie ma sens gdy pracujemy w układach jak class E, ale tu średnio.

Po to w gasiku jest rezystor, ogranicza impulsy prądu i wytraca moc pochłanianą ze szpil. I tak, musi być na kilka watów, możesz łączyć rezystory równolegle i/lub szeregowo w celu zwiększenia sumarycznej mocy jaką mogą rozproszyć. Nie powinny być to rezystory drutowe ze względu na dużą indukcyjność, mogą stworzyć pasożytniczy obwód LC...

Gasiki powinny być trzy, dwa na kluczach, trzeci na uzwojeniu transformatora.

Do tej funkcji nadadzą się rezystory betonowe?
Mam 2 sztuki po 200om.
Słyszałem kiedyś ,że nie bo mają pasożytniczą induktancję- ale to coś zmienia?

Cementowe są typem rezystora drutowego, jak wspominałem w poprzednim poście mają one dużą indukcyjność i nie nadają się do pracy w obwodach impulsowych mocy - mogą być źródłem niebezpiecznych oscylacji.