teslacoil.pl

Witajcie. Przeglądając internet w poszukiwaniu wiedzy o SSTC trafiłem na takie dzieło:
http://radioskot.ru/publ/bp/tesla_generator/7-1-0-775
Jest to SSTC autorstwa ISineDI z Rosji.
Oto efekt działania:
https://youtu.be/swZlPIHsNRM

Na wszelki wypadek zrobiłem kopię zapasową obrazków (już kilka tematów na tym forum cierpi na to, że autorzy podlinkowali do materiałów które zostały usunięte....)




Z tego co widzę to cewka ma dość nietypowe wyładowania i jest zasilana z 220V. Interrupter jest typowy, ale reszta logiki opiera się na driverze MOSFET z funkcją enable, dzięki czemu nie trzeba nawet ANDa czy tranzystora. I do tego sprzężenie zwrotne jest dość.... dziwne, bo oparte na dodatkowym zwoju, trochę jak w DRSSTC chyba...
W tekście można wyczytać:
- uzwojenia GDT to 7-8 obrotów.

Toroid cewki zmontowane z falistej rury z tworzywa sztucznego o średnicy 50 mm i naklejoną taśmą aluminiową. Samo to wtórne uzwojenie jest nawinięte na rury 110 mm 20 cm 0,22 mm drutu około 1000 obrotów. Uzwojenie pierwotne składa się z 12 zwojów już wykonane z materiałem w celu zmniejszenia prądu przez odcinek zasilania.

Skoro nawinięte na 20cm to wychodzi jakieś 200-250kHz wg. Tesla coil Designer.


Mam kilka pytań co do tego projektu.
1. Czy waszym zdaniem to jest dopuszczalne wykonanie/schemat czy jest to zrobione "Typowo po rusku" że długo nie pociągnie?
2. Dlaczego dolny odczep wtórnego jest podłączony do dwóch kondensatorów 100n? Tego wcale nie rozumiem.
3. Czy mi się zdaje, czy ta cewka ma inne wyładowania niż typowe SSTC? To jest zasługa tego sprzężenia zwrotnego opartego o uzwojenie? One są większe?
4. Czy zamiast tego:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ucc27424.pdf
Mogę użyć:
MCP14E8
http://ww1.microchip.com/downloads/en/D ... 25006A.pdf
?
Z tego co widzę to jest pin-to-pin equivalent ale chyba na mniejsze natężenie...
5. Czy te IGBT mogę zastąpić IRFP460 lub jakimś innym MOSFET?
6. Czemu w mostku są kondensatory 4.7u a nie np. 0.68u tak jak zwykle? Zwiększenie tej pojemności zwiększa moc czy coś? Zwiększa czasy ładowania....
7. Jak powinno być nawinięte te uzwojenie pomocnicze od sprzężenia zwrotnego?
8. Macie jakieś uwagi co do zastosowanych elementów ,tzn . wiecej niż jest na schemacie napisane?

Z góry dziękuję za wypowiedzi, jak będą pozytywne to ogarnę ten projekt, zrobię PCB i może wyjdzie coś wartego powielania, ale nie wiem... praktycznie wszystkie elementy mam na stanie.

W tej cewce nie ma nic nietypowego, to klasyczny układ z nieco innym podejściem.

Sprzężenie można zrealizować na wiele sposobów, ot kolejny z nich. Nie, nie jest jak w DRSSTC, tam nie stosuje się w ogóle sprzężenia branego z rezonatora.

1 Projekt ujdzie (chociaż jest kilka niedoróbek), ale wykonanie koszmarne.
2 Zamiast normalnie podłączyć rezonator do uziomu, jest on uziemiony do sieci przez dwa kondensatory... Bardzo nierozsądny pomysł.
3 Kwestia ujęcia i breakpointa zabrudzonego solą, te wyładowania są zwyczajne.
4 IMHO ten MCP może okazać się za słaby.
5 A czemu nie?
6 Większa pojemność = mniejsza impedancja, więc teoretycznie mostek może więcej przenieść. Oczywiście mocy cewki tak nie zwiększysz, najwyżej ograniczysz jak masz za małe kondy. Myślę że tu zadziałała stara zasada "więcej to lepiej!". O jakich czasach ładowania mówisz?

Inne uwagi? Brak soft-startu, nietypowy ogranicznik amplitudy sygnału ze sprzężenia (powinien być OK, ale przydałby się jeszcze rezystor), brak diod Zenera na bramkach kluczy (duży błąd). IGBT tak średnio tu pasują (tyle, że nie trzeba wycinać wbudowanych diod bo są już ultraszybkie).
Dwa słabawe drivery w jednej obudowie (i to DIP, która kiepsko odprowadza ciepło) nie wyglądają za dobrze, przy odrobinie "szczęścia" się zagotują. To nie jest za dobry pomysł, zrobione "byle by było prościej".

Brak formowania sygnału przez 74HC14 jest dyskusyjny... Drivery TCxxxx i MCPxxxx dobrze tolerują taką pracę jako że ich wejścia są przystosowane do pracy z sygnałami o stosunkowo łagodnych zboczach, jednak wedle dokumentacji UCC należy wcześniej zadbać o ukształtowanie sygnału do ładnego prostokąta...

Na dobrą sprawę, to taki sam układ jak SSTC którą już zbudowałeś, tylko trochę inaczej zaimplementowany. Praktyczniej różnicy w efektach pracy nie będzie.

Mam wszystkie części i robię z ciekawości projekt płytki pod ten driver. Sprecyzujesz swoje uwagi co zmienić w schemacie?

Yuri pisze: 2 Zamiast normalnie podłączyć rezonator do uziomu, jest on uziemiony do sieci przez dwa kondensatory... Bardzo nierozsądny pomysł.

Więc dlaczego on tak to podłączył? Mam podłączyć normalnie?

Yuri pisze: nietypowy ogranicznik amplitudy sygnału ze sprzężenia (powinien być OK, ale przydałby się jeszcze rezystor)

Gdzie i jaki rezystor dokładnie dać?

Na razie plan jest taki:
Półmostek mocy mój
Driver tak jak tu, ale:
- dodać diody zabezpieczające przed GDT
- dodać kondensator tantalowy przy driverze MOSFET
- dodać rezystor o którym pisałeś, ale nie wiem gdzie
- interrupter wydzielę na osobną płytkę
- całość zasilę z 15V a nie z 12V (MCP14E8 da radę bo jest do 18V, ale ten na schemacie by nie dał bo jest do 15V)
Na koniec porównam przebiegi i działanie tego drivera z tym co już mam na antence.

Czyli zbudujesz dokładnie to co masz teraz, tylko z inaczej pobieranym sprzężeniem. Zasadniczo, zamiast wykonywać te wszystkie kroki możesz po prostu do obecnego drivera podłączyć uzwojenie sprzężenia (jeden koniec przez rezystor 1-10k w miejsce gdzie podpinasz antenę, drugi do masy), efekt będzie dokładnie taki sam. Nie wiem po co koniecznie chcesz wpakować tego MCP, zastępujesz dwa mocne drivery z dobrym odprowadzaniem ciepła słabym podwójnym z fatalnym chłodzeniem, przy wyższej rezonansowej i wypełnieniu sygnału z interruptera możesz go zagotować...
A no i pominiesz 74HC14, przy driverach TC/MCPxxx nie powinno być w sumie istotnej różnicy, chociaż to kwestia w pewnym stopniu dyskusyjna.

IRFP460 pisze:

Yuri pisze: 2 Zamiast normalnie podłączyć rezonator do uziomu, jest on uziemiony do sieci przez dwa kondensatory... Bardzo nierozsądny pomysł.

Więc dlaczego on tak to podłączył? Mam podłączyć normalnie?

Po prostu zrobił to "po rusku", zapewne autorowi nie chciało się zadbać o prawidłowe uziemienie. Nie jest to raczej zdrowe dla pozostałych odbiorników w sieci, dla samej cewki to też kiepski uziom...
Uziem cewkę jak należy.

Mam pytanie co do zastosowania tego schematu ale z antenką.

Narysowałem to tak:

Czy tutaj potrzebny jest też rezystor 1M pull up od wejścia MCP* do VCC?
Oraz czy narysowany schemat jest poprawny?

Schemat nie jest poprawny , driver A pracuje w tej samej fazie co B . Faza drugiego drivera musi mieć -180 stopni
Rezystor 1M jest wymagany aby wyzwolić nagle na antenie stan przeciwny i rozpocząć oscylacje. Czasami mogą być problemy aby odpalić ten układ w szczególności jeśli sprzężenie będzie słabe poprzez np dużą odległość anteny od rezonatora.
Wejścia typu enable powinny mieć obniżona rezystancje/impedancje tak by same nie działały jak wejście anteny. Sugeruje dopięcie rezystora 1k lub lepiej 470R.

Pozdrawiam

Mania-C pisze:Schemat nie jest poprawny , driver A pracuje w tej samej fazie co B . Faza drugiego drivera musi mieć -180 stopni

W tym przypadku użyję wersji MCP (bądź UCC) która jedno z wyjść ma inverting a drugie nie, o to Ci chodzi? Na schemacie tego nie widać, ale poza tym raczej jest OK?

Stąd nadaje się tylko MCP14E5 (edit), tak? MCP14E3 i E4 (edit) nie ma drugiego wyjścia odwróconego...

Mania-C pisze: Rezystor 1M jest wymagany aby wyzwolić nagle na antenie stan przeciwny i rozpocząć oscylacje.

Dodane.

Mania-C pisze: Wejścia typu enable powinny mieć obniżona rezystancje/impedancje tak by same nie działały jak wejście anteny. Sugeruje dopięcie rezystora 1k lub lepiej 470R.

Jeden starczy, tak?



Ogólnie to kombinuję, bo chcę zrobić mniejsze SSTC, której elektronika zmieści się w jakiejś fajnej obudowie.

IRFP460 pisze: Ogólnie to kombinuję, bo chcę zrobić mniejsze SSTC, której elektronika zmieści się w jakiejś fajnej obudowie.

Na razie zmieniłeś jedynie dwa solidne drivery na jeden podwójny, o dużo gorszych parametrach i kiepskim odprowadzaniu ciepła... Jesteś pewien, że znajdujesz się na do dobrej drodze?

Tak właśnie o to chodzi z tym driverem , moja prośba do wszystkich którzy zamieszczają schematy skoro je zamieszczacie do sprawdzenia to osobie sprawdzającej uproście sprawę i zadbajcie o maksymalnie dużo informacji na schemacie. To jest jak w programowaniu bez opisu czasem nie idzie się połapać co jest grane.
Wiec wystarczył prosty opis obok układu np nazwa układu. OK ?

Co do rezystorów przy enable nie w ten sposób tylko do masy.

@ Yuri - fakt ale to wszystko zależy od założeń projektowych kolega ich nie przedstawiał . Jak taki dobrał to raczej z jakiegoś powodu

Pozdrawiam

Mania-C pisze: @ Yuri - fakt ale to wszystko zależy od założeń projektowych kolega ich nie przedstawiał . Jak taki dobrał to raczej z jakiegoś powodu

No to krótko:
Założenia:
- zrobić projekt podobny jak u SineDL ale bez błędów konstrukcyjnych o których wspomniał Yuri i z lepszym wykonaniem (jednostronna PCB, możliwe, że docelowo jedną PCB na całość przeznaczę)
- całość zmieścić do jakiejś mniejszej obudowy, cewka ma być przenośna, a nie "cały stół" bądź "skrzynia" jak u niektórych
- sterownik zasilany w pełni z 12V
- pominąć 74HC14 (niby po coś on tam jest, ale mam nadzieję, że wypali)
- zamiast pary TC44** użyć MCP* lub UCC* - tak jak u Sine, to będzie półmostek, więc mam nadzieję, że wypali
- sprzężenie zwrotne (tu nie do końca zdecydowałem, czy antenka, czy zwój, ale w sumie na to samo wychodzi)
- półmostek pewnie będzie na IGBT (zawsze to mniej miejsca na PCB zajęte)

W sumie nie wiem co z GDT, czy nie zastosować jakiegoś stosunku zwojów które podniesie np. te 12V na wyższe napięcie po stronie bramek, ale chyba widziałem, że w innych projektach nie było to potrzebne.

Yuri - co do grzania drivera, to wiem, że jest ryzyko, ale przekonam się sam - złożę najpierw sam ten sterownik na płytkę stykowej bądź zrobię PCB tylko pod ten schemat co wcześniej pokazałem i sprawdzę doświadczalnie.

Mania-C pisze: Co do rezystorów przy enable nie w ten sposób tylko do masy.

Czyli tzw. pull-down? No tak, wszakże spotkałem się z tym już przy mikrokontrolerach, teraz to ma większy sens.

Mało tych założeń , po za tym są mało szczegółowe. Jeżeli chcesz się przekonać czy to ruszy to ok choć moim zdaniem cześć można było by rozważyć.
Problem z oddawaniem ciepła jest nam bardzo dobrze znany , i jest on zależny od paru czynników.
1. Częstotliwość wyjścia
2. Prąd wyjścia
3 wypełnienie (dla wejścia enable)

Spróbuj coś dobrać tak by nie przekroczyć pewnych limitacji układu.

Pozdrawiam

IRFP460 pisze:
Stąd nadaje się tylko MCP14E3, tak? MCP14E5 nie ma drugiego wyjścia odwróconego...

Popatrz jeszcze raz na obrazek który zamieściłeś (albo do noty) i przemyśl jeszcze raz to, co napisałeś.

IRFP460 pisze: W sumie nie wiem co z GDT, czy nie zastosować jakiegoś stosunku zwojów które podniesie np. te 12V na wyższe napięcie po stronie bramek, ale chyba widziałem, że w innych projektach nie było to potrzebne.

Generalnie jeżeli masz zamiar użyć IGBT o których wspominałeś (FGH40N60SMD) można by próbować żyłować kilka V więcej na bramce, ale nie powinno być takiej konieczności.
Ale jeśli już, to nie stosując GDT z przekładnią inną niż 1:1, lecz zwiększając napięcie zasilania driverów. Czemu? Używając takiego GDT znacznie zwiększysz obciążenie driverów, a te Twoje MCP i tak mają już śmiesznie małą (4 Apeak) wydajność impulsową...
Nawiasem mówiąc, moim zdaniem do mostka w SSTC, gdzie dążymy do uzyskania bardzo stromych zbocz sygnału sterującego to i tak za mało bez żadnych dodatkowych kombinacji.

Licząc na szybko, wydzielana na całości obwodu sterowania bramek (w tym rezystorach) moc, wynikła z samego przeładowywania pojemności tranzystorów, przy dwóch powyższych kluczach, częstotliwości 200kHz, trybie CW i napięciu 12V wyniesie około 0.9W (zgrubny wynik, w praktyce raczej zaniżony). W rzeczywistości ciepła będzie znacznie więcej... Trzeba doliczyć obciążenie przemagnesowywaniem rdzenia GDT, straty przełączania samych driverów i kilka innych rzeczy. Co prawda tylko część tego ciepła wydzieli się na driverach, ale i tak może być gorąco.

Teoretycznie obudowa tego drivera może rozproszyć 1W ciepła, ale to tylko wartość na papierze - w praktyce nie próbowałbym wytracić nawet pół wata.

Składanie drivera na płytce stykowej to proszenie się o problemy.

Yuri pisze:

IRFP460 pisze:
Stąd nadaje się tylko MCP14E3, tak? MCP14E5 nie ma drugiego wyjścia odwróconego...

Popatrz jeszcze raz na obrazek który zamieściłeś (albo do noty) i przemyśl jeszcze raz to, co napisałeś.

Czeski błąd, tylko MCP14E5 odwraca jedno z wyjść względem drugiego.

Co do reszty - jeszcze jakieś sugestie co do założeń, itp?

Na ten moment zrobię płytkę tylko pod to: Schemat już ok (fragment schematu z kondensatorami, w tym 100nF i tantalem pominięty dla czytelności)? Jeden pulldown dodany aby uniknąć zakłóceń.

Zasilacz, interrupter i półmostek będą osobno. Dopiero potem sprawdzę, czy w ogóle to umie wysterować MOSFETy i czy też działa z półmostkiem zasilanym z sieci i na ile się grzeje.

Wybaczcie post pod postem, ale troszkę zmodyfikowałem pomysł.

Yuri pisze: Na razie zmieniłeś jedynie dwa solidne drivery na jeden podwójny, o dużo gorszych parametrach i kiepskim odprowadzaniu ciepła..

Rozważam użycie dwóch driverów zamiast jednego. Wcześniej był jeden i jedno wyjście odwracał a drugie nie. Ale uznałem, że pod obudowę jaką chcę, zmieszczą się dwa. Teraz planuję użyc:
- "górny" MCP nieodwracający (oba wyjścia)
- "dolny" MCP odwracający (oba wyjścia)
Spotkałem się z podobnymi rozwiązaniami w innych projektach SSTC (np. u Loneoceans).
Schemat wygląda teraz tak:


JP1 po prawej to wyjście do GDT.
Sygnał z dołu to od interruptera.
R7 470 Ω to ten pull-down, o którym wspominał Mania-C

Kondensatory odsprzęgające pominięte dla czytelności schematów.

Założenia i pytania na tą chwilę:
1. Użycie dwóch MCP tutaj zamiast jednego polepszy sytuacje z mocą itp?
2. Zasilenie MCP z 15V zamiast z 12V (NE dalej z 12V) też polepszy sytuację?
3. Ten pull-down R7 470 mnie zastanawia, bo w sumie jak popatrzeć na schemat mojego interruptera to on już wcześniej ma inny rezystor pull-down do masy o wartości 100k....
Schemat interruptera:

3 odpowiedz jest związana z podstawami lini transmisyjnych, po której stronie zmniejszyć impedancje tak by zredukować ilość zakłóceń/szumów w torze.
wiadomo że po stronie nadajnika impedancja jest skrajnie mała wiec w tym konkretnym przypadku nie ma potrzeby stosowania dodatkowych elementów, po stronie odbiorczej z reguły impedancja jest znacznie , znacznie , znacznie większa co wiąże się z tym że czułość na wszelkie zmiany jest większa.
PS dziwny ten Twój schemat intka, rozumiem że jako elektronik zaczynasz wiec ja bym nie dawał rezystora 1k na wyjściu jak już to skrajne 100R tylko po to by uchronić ne555 przed przypadkowym zwarciem.
PS2 moja rada którędy ja zawsze staram się iść z mniejszym lub większym skutkiem:
zanim coś zaprojektujesz , zadaj sobie pytanie co chcesz osiągnąć i do czego dany element wykorzystasz (co wniesie on do konstrukcji) .

Pozdrawiam

Co do punku nr. 1, ten pomysł jest mało sensowny...
Driverów MOSFET nie powinno łączyć się równolegle, rozrzut parametrów może powodować nierównomierne obciążenie i całość będzie nieefektywna, ba, przy dużym obciążeniu jeden z driverów może przejąć większość prądu i ulec uszkodzeniu. Do tego odprowadzanie ciepła ze struktury układu będzie dalej kiepskie.

Zasadnicze pytanie: po co? Takie łączenie jest bez sensu, skoro w podobnej cenie można po prostu kupić pojedyncze drivery o większej wydajności prądowej, niezawodności i w obudowie TO-220, gdzie nie będzie problemu z chłodzeniem. To obchodzenie problemu na około w sposób w sposób, który nie daje żadnej przewagi nad kupnem mocniejszego drivera. Zbędne kombinacje...

Yuri pisze:Co do punku nr. 1, ten pomysł jest mało sensowny...
Driverów MOSFET nie powinno łączyć się równolegle, rozrzut parametrów może powodować nierównomierne obciążenie i całość będzie nieefektywna, ba, przy dużym obciążeniu jeden z driverów może przejąć większość prądu i ulec uszkodzeniu. Do tego odprowadzanie ciepła ze struktury układu będzie dalej kiepskie.

Ale (dla jasności) mi nie chodzi o "spartańskie" wsadzenie jednego DIP8 na drugiego DIP8, tak jak to widziałem gdzieś na jakiejś anglojęzycznej stronie, ale o zastosowanie dwóch driverów - jeden w pełni odwracający drugi nie.

Tak zrobił Loneoceans, wzoruję się na tym:
- jego pierwsza SSTC (pojedynczy driver w DIP8 - UCC27425)

- jego nastepna SSTC (tu zastosował dwa, UCC37321 i UCC37322, i stwierdził, że to dla pewności i more power)



A co do "co chcę osiągnąć", Mania-C, to chcę zaprojektować driver tak, by nie stracić zbyt dużo jego jakości, ale zmniejszyć rozmiar, jednocześnie zachowując montaż przewlekany.
Na razie mam taką ideę na płytkę 11cm na 13cm (pewnie jeszcze ulegnie zmianie).

(7815 jest tu "nieużywany" bo layout jest ciągle w trakcie przeróbek, testuję sobie ile mi się zmieści elementów na płytce, co zostawić, z czego mogę zrezygnować, itp)
Pozycja kluczy oraz otworów jest narzucona tym, jaką mam obudowę.


Mania-C - dobra uwaga - interrupter wziałem ze schematu Yuriego, ale ten rezystor 1k i 100k był przy tranzystorze który właczał/wyłączał antenkę, więc chyba się zapędziłem.

IRFP460 pisze: Ale (dla jasności) mi nie chodzi o "spartańskie" wsadzenie jednego DIP8 na drugiego DIP8, tak jak to widziałem gdzieś na jakiejś anglojęzycznej stronie, ale o zastosowanie dwóch driverów - jeden w pełni odwracający drugi nie.

To nic nie zmienia - to zasadniczo dwa osobne drivery w jednej obudowie (które chcesz połączyć równolegle), dodatkowo dalej w niezbyt sprzyjającej obwodom mocy DIP... To nie ma żadnych zalet względem użycia pojedynczego drivera o lepszych parametrach, za to jest potencjalnie problematyczne. O ile użycie podwójnego drivera jak na początku tematu można wytłumaczyć zmniejszeniem zajmowanego miejsca, w tej chwili tworzysz rozwiązania pozbawione uzasadnienia.

Yuri pisze: To nic nie zmienia - to zasadniczo dwa osobne drivery w jednej obudowie (które chcesz połączyć równolegle), dodatkowo dalej w niezbyt sprzyjającej obwodom mocy DIP... To nie ma żadnych zalet względem użycia pojedynczego drivera o lepszych parametrach, za to jest potencjalnie problematyczne. O ile użycie podwójnego drivera jak na początku tematu można wytłumaczyć zmniejszeniem zajmowanego miejsca, w tej chwili tworzysz rozwiązania pozbawione uzasadnienia.

To mi trochę namieszałeś teraz, bo się mocno sugerowałem projektami Loneoceans i on tam tak to rozwiązał. Czyli Ty twierdzisz, że on też bezsensownie użył dwa UCC zamiast jednego?

Popatrz w notę UCC37321/2, oraz to jak są połączone na schemacie który przytoczyłeś a sam sobie odpowiesz...

Przestań w końcu kopiować żywcem układy, które nie wiesz jak działają, to do niczego Cię nie zaprowadzi. Nie możesz nazywać się elektronikiem póki bez zrozumienia "zżynasz" cudze układy i robisz głupstwa, bo nie masz pojęcia dlaczego są zbudowane tak a nie inaczej.