Cewka Tesli OLTC

Wariacje na temat półprzewodnikowych cewek Tesli. Przykładowo transformatory Tesli klasy E (ang. Class E), OLTC (ang. Off-Line Tesla Coil) czy QCW (ang. Quasi Continuous Wave) SSTC/DRSSTC.
Awatar użytkownika
Thor
Posty: 283
Rejestracja: 23 paź 2014, 08:34
Lokalizacja: Warszawa

Cewka Tesli OLTC

Post autor: Thor »

Witam!
Chciałbym zbudować cewkę Tesli opartą o układ zasilatnia typu OLTC małej mocy.
Główne zalety jakie posiada ten układ to niski koszt budowy, dostępność części i nieskomplikowany schemat, nawiązujący do tradycyjnego SGTC z tą różnicą, że zamiast szczeliny iskrowej elementem przełączającym jest tranzystor IGBT.
http://i57.tinypic.com/amdt2.jpg
Kolejne zalety to niska rezystancja IGBT w porównaniu do szczeliny iskrowej, bezpośrednie zasilanie napięciem sieciowym eliminuje konieczność stosowania kondensatorów na wysokie napięcie. Układ sterowania dla IGBT nie wymaga, aż tak wiele elektroniki.

Na chwilę obecną zbieram i weryfikuję informacje, przed przystąpieniem do budowy.
Schemat bazowy zaczerpnięty ze stron:
http://www.rapp-instruments.de/tesla-co ... c/oltc.htm
schemat oltc.jpg
Drugi schemat pochodzi z:
http://scopeboy.com/tesla/index.html#table

Tak wygląda cewka:
oltcspec.jpg
Parametry techniczne:
http://scopeboy.com/tesla/t3spec.html

Schemat:
http://scopeboy.com/tesla/t3fnq.html
2.jpg
3.gif
http://scopeboy.com/tesla/t3concept.html

Zdjęcia pracy (pobór ok. 300 - 350 W)
4.jpg
5.jpg
Pytania to:
-Oczywiście czy ktoś budował cewkę Tesli na tym rodzaju zasilania i może powiedzieć coś na więcej na temat zasilania powyżej przedstawionych obwodów?
- Czy można coś jeszcze dodać, ująć lub zmienić parametry tak by osiągnąć jak najbardziej optymalny efekt?

Ad by slu_1982: Wrzuciłem obrazek na serwer ze względu rozciągnięcia tematu.
Awatar użytkownika
Mania-C
Moderator
Posty: 820
Rejestracja: 2 paź 2010, 12:47

Re: Cewka Tesli OLTC

Post autor: Mania-C »

Witam nowego hvtowca

Ja budowałem takie cuda
W cewkach tego typu miedzy CE występują ogromne piki napięć (nawet pareset woltów więcej niż VCC) trzeba ogromną ilość transili dodawać by były w stanie je odebrać.
Dla TC dużych mocy transile wahają się w przedziale mocy średnio 20kw - 40kw przy czym niechodni tu o moc jako taką tylko o współczynnik doprowadzenia ciepła z elementu.
Czasem buduje się blok negujący główny tranzystor czyli taki tranzystor który działa powyżej napięcia X jak transil
2ga uwaga ta tesla jest mniej skomplikowana od strony elektroniki ale jest za to narażona na odstrojenia od częstotliwości które zwykle kończą sie eksplozją mostka.
Ta tc musi być precyzyjnie dostrojona wymaga dużego doświadczenia.

Jest jeszcze parę obostrzeń ale są mniej krytyczne

Pozdrawiam
Awatar użytkownika
Thor
Posty: 283
Rejestracja: 23 paź 2014, 08:34
Lokalizacja: Warszawa

Re: Cewka Tesli OLTC

Post autor: Thor »

Z pierwszych obserwacji na płytce prototypowej zauważyłem spore problemy z doborem dławika, układ rezonansowy zachowuje się tak jakby pojemność kondensatora filtrującego dołączyła do pojemności kondensatora obwodowego i jest taka wielka i długa górka, której dolna połówka jest odcięta przez tę diodę tzw. de - qing jak się ogląda przebiegi oscyloskopu.
Wywalając diodę i dławik przed kondensatorem obwodowym wstawiłem rezystor i przebiegi znacznie lepiej wyglądają przy zmianie napięcia, ale też ulegają zniekształceniu...no i straty na rezystorze wykluczają jego użycie.
Piki są na tyle wysokie że przy 60V zasilania już mogą przebić tranzystor obwodowy ale 2 szeregowo transile po 400V rozwiązują problem.

Zastanawia mnie taka konfiguracja, że są dwa tranzystory, jeden rozładowywujący obwód rezonansowy zaś drugi pomiędzy kondensator filtrujący i obwodowy, który ładuje ten drugi. Elektronika tak jest ustawiona, że gdy jeden tranzystor jest otwarty to drugi jest zamknięty i wtedy obwód rezonansowy jest względnie odseparowany od zasilania sieciowego.
Awatar użytkownika
Mania-C
Moderator
Posty: 820
Rejestracja: 2 paź 2010, 12:47

Re: Cewka Tesli OLTC

Post autor: Mania-C »

No i tak by było w przypadku jeśli induktor byłby za małej wartości , Powiem tak ja do testów zawsze używałem bardzo dużego statecznika od lampy sodowej (takiej ulicynej)
Średnio 10mH indukcyjność
Dioda zaporowa pomiędzy C-E przy IGBT jest bardzo ważna i może mu uratować strukturę po za tym induktor ja zawsze miałem wpięty za diodą nie przed.

BTW czy po jednym impulsie zaczyna oscylować (połóż sondę obok uzw. wtórnego i zrób zdjęcie oscylogramu) ? jak długi masz impuls na bramie IGBT ? jaka jest częstotliwość wtórnego
jaka jest częstotliwość pierwotnego
jaką mają indukcyjność oba uzwojenia.

Zdjęcie ze strony http://www.extremeelectronics.co.uk/old/coils/oltc//ad-hifq.jpg
Zdjęcie ze strony http://www.extremeelectronics.co.uk/old/coils/oltc//ad-hifq.jpg
ad-hifq.jpg (80.37 KiB) Przejrzano 6529 razy
górna ładowanie kondensatora rezonansowego
dół rezonans wtórnego


Pozdrawiam

Ad by slu_1982 : Zdjęcia przydało by się wrzucać na nasz serwer. Ten temat jest przykładem dlaczego, w pierwszym poście autor podesłał kilka zdjęć które chyba zostały usunięte z serwera i już nikt ich prawdopodobnie nie zobaczy.
Awatar użytkownika
Thor
Posty: 283
Rejestracja: 23 paź 2014, 08:34
Lokalizacja: Warszawa

Re: Cewka Tesli OLTC

Post autor: Thor »

Do slu_1982
Jak można wrzucić na serwer zdjęcie, gdyż funkcja PIC pozwala tylko na wrzucanie zdjęć z zewnętrznych stron. Ten portal scopeboy.com skasowali bo już go nie ma ani tych tematów, ale na szczęście zdjęcia i strony zapisałem na dysku i mogę jeszcze raz wrzucić wszystko.

Do Mania-C
Ja używałem uzwojenie pierwotne od trafa z mikrofali z mało ciekawym skutkiem, zresztą w sieci znajduję wiele sprzecznych informacji odnośnie tego dławika i tej diody de-qing. Są dwa warianty: pierwszy to dławik i dioda separują układ rezonansowy od układu zasilania, zaś drugi to dławik i dioda zbierają i doładowują dodatkową energią układ rezonansowy podnosząc jego napięcie. Co ciekawe nikt praktycznie nie podaje parametrów tego dławika.
Co do diody to jest między C i E tranzystora diody transil oraz jest wbudowana dioda w wewnątrz IGBT.
Dopiero jak dałem rezystor drutowy to przy zmianie napięcia ze strony zasilania na oscyloskopie pojawiają się paczki oscylacji, tak jest jeden długi impuls w jedną stronę i jakieś śmieci z kondensatora obwodowego, zaś dół obcięty jest przez diodę na to wygląda przy tym dławiku i diodzie.
Ja do sprawdzenia sygnału używam starego trafa od telewizora po 5 zwoi na pierwotnym i wtórnym i nie martwię się, że zniszczę oscyloskop. Jeśli układ sterowania będzie chodził bez problemu to i cewka Tesli na nim powinna dobrze chodzić.

Mi chodzi też o to, że chcę pozbyć się tej diody i dławika i zamiast to dać drugi tranzystor między kondensator obwodowy i filtrujący. Tranzystory załączają się naprzemiennie tak jak w półmoście. Jedynie do czego można mieć obiekcje to sposób wykonania GDT tak aby bez problemów pracował na częstotliwości od kilku Hz, oczywiście długość impulsu będzie odpowiednio krótsza od długości impulsu dla tranzystora ładującego.
Awatar użytkownika
Yuri
Administrator
Posty: 762
Rejestracja: 22 mar 2013, 20:12

Re: Cewka Tesli OLTC

Post autor: Yuri »

Thor pisze:Do slu_1982
Jak można wrzucić na serwer zdjęcie, gdyż funkcja PIC pozwala tylko na wrzucanie zdjęć z zewnętrznych stron. Ten portal scopeboy.com skasowali bo już go nie ma ani tych tematów, ale na szczęście zdjęcia i strony zapisałem na dysku i mogę jeszcze raz wrzucić wszystko.
Odpowiem ja - zdjęcie możesz dodać jako załącznik (opcja dostępna na dole edytora postu), a następnie wstawić w dowolnym miejscu wiadomości funkcją "wstaw w linii". Takie zdjęcie jest bezpieczne na tutejszym serwerze. :)
Thor pisze:
Mi chodzi też o to, że chcę pozbyć się tej diody i dławika i zamiast to dać drugi tranzystor między kondensator obwodowy i filtrujący. Tranzystory załączają się naprzemiennie tak jak w półmoście. Jedynie do czego można mieć obiekcje to sposób wykonania GDT tak aby bez problemów pracował na częstotliwości od kilku Hz, oczywiście długość impulsu będzie odpowiednio krótsza od długości impulsu dla tranzystora ładującego.

GDT raczej odpada, już prędzej driver z optoizolacją i dodatkowym zasilaczem.
Thor pisze: Ja do sprawdzenia sygnału używam starego trafa od telewizora po 5 zwoi na pierwotnym i wtórnym i nie martwię się, że zniszczę oscyloskop.
Mam wątpliwości, czy takie trafko separacyjne jest wstanie poprawnie przenieść kształt sygnału, zwłaszcza jeśli chodzi o bardzo gwałtowne szpile...
Awatar użytkownika
Thor
Posty: 283
Rejestracja: 23 paź 2014, 08:34
Lokalizacja: Warszawa

Re: Cewka Tesli OLTC

Post autor: Thor »

Schematy i zdjęcia cewki ze skasowanej strony:
OLTC CIRCUIT 1.jpg
oltcschem.gif
oltczapper.jpg
oltc135.jpg
oltcinnards.jpg
Mój plan na GDT jest taki, że jeśli nie wypalą dwa izolowane transformatory to zamiast tego dać dla ładującego tranzystora optoizolowany driver bo tam będzie zdecydowanie dłuższy impuls dla ładowania kondensatora obwodowego. Chyba nie da rady dać dwóch optoizolatorów bo dla tranzystora rozładowującego zabraknie masy gdy ładujący tranzystor będzie zamknięty.

Trafko wyjściowe którego używam jest na ferrycie więc nie powinno być problemów z przekazem wyjściowego sygnału.
Awatar użytkownika
Mania-C
Moderator
Posty: 820
Rejestracja: 2 paź 2010, 12:47

Re: Cewka Tesli OLTC

Post autor: Mania-C »

Co znaczy że " zabraknie masy " ?
Tak masz racje są jakby "2 tryby pracy" . 2 odmienne urządzenia OLTC i każdy z nich jest inny natomiast pierwszy schemat dałeś jako oltc bliższe do nagrzewnic indukcyjnych wiec zacząłem opisywać ten
a teraz dodałeś jeden jako klasyk TC w wersji OLTC i 2gi jak opisałem powyżej ?
Który z nich chcesz budować ?
Ja bym sie nie bawił w kombinatorykę dopóki podstawa oltc nie ruszy. Po za tym mało informacji podajesz. Nie odpowiedziałeś na żadne z powyższych pytań
Ten rezystor drutowy to tam tylko przeszkadza wszystkie induktory mają swoje R które później określi głównie dobroć filtra i skos fazy, natomiast my potrzebujemy tu filtru LC było by cudownie jak by R nie istniało ale tak jak wiemy nie jest.

Pozdrawiam
Awatar użytkownika
Thor
Posty: 283
Rejestracja: 23 paź 2014, 08:34
Lokalizacja: Warszawa

Re: Cewka Tesli OLTC

Post autor: Thor »

Dokładnie to chcę wykonać coś takiego:
schemat oltc.JPG
Moje obiekcje dotyczyły separatorów galwanicznych bo czy dając optoizolacyjne drivery do każdego tranzystora to w momencie wyłączenia tranzystora ładującego masa dla rozładowującego musi być podłączona do masy pochodzącej z zasilania drivera.
W przypadku separatorów galwanicznych masa wychodzi z uzwojenia wtórnego dla każdego tranzystora i nie ma fizycznego kontaktu z masą układu zasilania. Problem z separatorami to dobranie takich parametrów aby były w stanie przenieść daną długość impulsu, a w szczególności dla tranzystora ładującego, stąd zasadnicze pytanie to czy da się na optoizolowanych driverach ten blok zbudować?

Wykonałem taki próbny schemat ten zielony z niebieskimi napisami ale kształt sygnału na ,,dławikach'' jakie mam wygląda tak jak na czwartym i piątym rysunku od góry w tabeli.
tabela impulsy.JPG
Co do działania to działa, gdy podłączam stare trafo z wysokonapięciowym uzwojeniem to mam iskry do 3 cm przy poborze 5W przy częstoliwości wyzwalań paru Hz. Więc jak dobrze rozumiem podstawa działa i daje prognozę do tego że się sprawdzi. Regulując napięcie regulatorem napięcia nie zmienia się wydajność w iskrzeniu za to mocniej grzeje się dławik ja mam jeden toroidalny 800uH o średnicy drutu 0.7 mm i trafo mikrofalowe. Im więcej drutu tym większa indukcyjność i opór jak i dodatkowy balast Oba się grzeją co wpływa na straty i jakość pracy, stąd myślę, że taki układ dwóch tranzystorów z czego jeden separuje obwód rezonansowy od sieci byłby pod każdym względem znacznie lepszy od dotychczasowego rozwiązania.

Na dole tabeli jest też układ na tyrystorach. Aby je załączyć wystarczy bardzo krótki impuls stąd teoretycznie też powinny się nadawać?

Pozdrawiam
Awatar użytkownika
Yuri
Administrator
Posty: 762
Rejestracja: 22 mar 2013, 20:12

Re: Cewka Tesli OLTC

Post autor: Yuri »

Thor pisze:
Moje obiekcje dotyczyły separatorów galwanicznych bo czy dając optoizolacyjne drivery do każdego tranzystora to w momencie wyłączenia tranzystora ładującego masa dla rozładowującego musi być podłączona do masy pochodzącej z zasilania drivera.
W przypadku separatorów galwanicznych masa wychodzi z uzwojenia wtórnego dla każdego tranzystora i nie ma fizycznego kontaktu z masą układu zasilania. Problem z separatorami to dobranie takich parametrów aby były w stanie przenieść daną długość impulsu, a w szczególności dla tranzystora ładującego, stąd zasadnicze pytanie to czy da się na optoizolowanych driverach ten blok zbudować?

Dlatego w takich sytuacjach stosuje się driver z pływającą masą i osobny zasilacz do niego. W takim układzie długość stanu wysokiego może być dowolna.
Thor pisze:
Na dole tabeli jest też układ na tyrystorach. Aby je załączyć wystarczy bardzo krótki impuls stąd teoretycznie też powinny się nadawać?
Nie wiem czy będą na tyle szybkie, mogą nie osiągnąć wystarczającej stromości zbocza.
Awatar użytkownika
Thor
Posty: 283
Rejestracja: 23 paź 2014, 08:34
Lokalizacja: Warszawa

Re: Cewka Tesli OLTC

Post autor: Thor »

Mniej więcej widzę w dużym uproszczeniu to tak:
schemat oltc.JPG
Rozumiem, że mają być dwa oddzielne zasilacze; jeden dla logiki i drugi dla optodriverów oraz masa wychodząca z układu prostowniczego od zasilacza dla optodriverów jest połączony z emiterami obydwu tranzystorów.

Po prostu nie wiem jak może zachować się układ w takim połączeniu i wolę zapytać się osób obytych w temacie. Strzałką czerwoną zaznaczyłem połączenie.

Czy pomiędzy bramką i emiterem dawać diody zenera czy tutaj będą zbędne z uwagi na to, że nie ma tutaj elementu indukcyjnego jakim jest separator galwaniczny.

Jaki optodriver byłby preferowany czy TLP250 dobrze może się tutaj sprawdzić?
Awatar użytkownika
Yuri
Administrator
Posty: 762
Rejestracja: 22 mar 2013, 20:12

Re: Cewka Tesli OLTC

Post autor: Yuri »

Raczej chodzi o zapewnienie poszczególnym driverom osobnych zasilaczy tak, aby mogły mieć własne, niepołączone ze sobą masy.

W tym przypadku diody G-E nie są niezbędne, chociaż niektórzy dają je "na wszelki wypadek".
Awatar użytkownika
Thor
Posty: 283
Rejestracja: 23 paź 2014, 08:34
Lokalizacja: Warszawa

Re: Cewka Tesli OLTC

Post autor: Thor »

Wstępnie sprawdziłem tego typu rozwiązanie. Działa, choć trzeba odpowiednio przeprojektować płytkę i schemat aby zachować odpowiednią odległość czasową od momentu włączenia i wyłączenia poszczególnych IGBT. Cewka Tesli też zauważyłem musi mieć odpowiednio małą indukcyjność L1 by można było wstawić jak największej pojemności C1.
Jako napięcie zasilania użyłem 320VDC i myślę, że śmiało do okolic 1200V – 1700V można zasilać taką cewkę w celu uzyskania ciekawszych efektów. Transile są praktycznie zimne...
ODPOWIEDZ