UWAGA! Tekst fragmentami nieaktualny.

Postanowiłem założyć temat specjalny do pytań co i jak jeśli chodzi o SSTC.

Po pierwsze SSTC to skrót od Solid State Tesla Coil, inaczej elektroniczna cewka tesli. Na swoim przykładzie opiszę trochę, krótką historie wygrzebaną ze stosu spalonych tranzystorów Z tego co przeżyłem z 2-3 lata temu budując pierwszą SSTC zapamiętałem tylko jedną rzecz: więcej zwojów w uzwojeniu pierwotnym. To jest podstawa. Jeżeli ktoś się bierze z was za budowę tego typu transformatora tesli niech zapamięta raz na zawsze NIGDY nie schodzimy poniżej 8 zwojów w uzwojeniu pierwotnym. W innym wypadku zabawa kończy się tak samo, czy są diody zwrotne, schottkye'go czy ich nie ma kończy się to zawsze tak samo, wiadrem spalonych tranzystorów. Gdybym miał zbierać wszystkie tranzystory które spłonęły z mojej ręki to przysłowiowe wiadro przestało by być tylko i wyłącznie przenośnią. Jeśli jesteś mądry i masz trochę oliwy w głowie to budowę zacznij od przejrzenia wszystkich dostępnych schematów pół i pełnych mostków w internecie. Zauważysz zróżnicowanie. W niektórych są tajemnicze diody w niektórych nie ma, w niektórych są 4 tranzystory w niektórych tylko dwa, czasem są kondensatory filtrujące o dużych pojemnościach, duże mostki Graetza czasami jedna dioda i kondensator 10uF.

Powoli wchodzimy w temat pół i pełnych mostków, więc czas na więcej informacji! Zacznijmy od początku.
Mostek nie ważne czy pół czy pełny ( H lub F-Bridge) należało by moim zdaniem nazywać falownikiem jeśli opisujemy komuś jak to działa. Jeśli powiesz nauczycielowi czy znajomemu " A tu jest półmostek" masz 80% szans że nie będzie wiedział co to jest, powiesz falownik dwu tranzystorowy, od razu będzie wiedział co i jak Zaczniemy od prostszego półmostka. W celu jasnego opisania posłużę się schematami ze strony Steve-a Warda

Co widzimy ? Dwa tranzystory polowe typu MOSFET, dwa kondensatory, jakieś diody i uzwojenie pierwotne. Schemat jest zaa oceanu gdzie mają w gniazdku o połowę mniej, ale nie przejmujmy się schemat jest tylko żeby zobrazować jak to ma wyglądać. Różnica jest tylko w napięciu maksymalnym elementów widocznych na rysunku. Co to jest Q1 i S1 oraz Q2 i S2 ? Są to wyprowadzenia z transformatora sterującego (GDT, o tym niżej) Tranzystory są sterowane naprzemiennie czytaj: kiedy Q1 jest włączony, płynie przezeń prąd to Q2 jest wyłączony, po chwili jest na odwrót Q1 jest wyłączony a Q2 włączony. Doskonale widać to na oscylogramie:

Kiedy Q1 jest włączony to prąd płynie od zasilania (strzałki) poprzez tranzystor Q1 dalej przez uzwojenie pierwotne rozładowując kondensator C2. Potem jest zmiana i Q1 zostaje wyłączony a Q2 włączony i analogicznie prąd płynie od zasilania przez kondensator C1 uzwojenie pierwotne i Q2. Gdy załączymy dwa tranzystory Q1 i Q2 na raz to prąd popłynie tylko przez nie zwierając obwód, który jest zasilany z 320V a w konsekwencji przybliży nas to do postawienia wiaderka w pokoju na tranzystory Więc jeżeli to dla nas jasne możemy postawić następny krok. Jeżeli przełączamy napięcie w cewce innymi słowy mówiąc podłączamy indukcyjność pod przemienne napięcie pojawia się zjawisko które zawsze każdej indukcyjności towarzyszy powstawanie ujemnych szpil napięcia będących skutkiem samoindukcji napięcia w tejże indukcyjności. Jak wiadomo szpile ujemnego napięcia i tranzystory z kanałem N nie idą w parze, więc trzeba zastosować diody zwrotne D5 i D6 które blokują/ zwierają szpile a tym samym chronią tranzystory które naprawdę łatwo jest uszkodzić. Jeżeli do tej pory wszystko jest zrozumiałe możemy przejść do pełnego mostka:

Pierwsze co to nie ma tylu kondensatorów, zastępują je tranzystory. Działa to podobnie tyle że tranzystory są załączane w przeciwległych parach Q1 i Q4 a w tym samym momencie Q2 i Q3 są wyłączone. Również widzimy diody zabezpieczające z tym że ich jest więcej. Diody te powinny być o jak najmniejszym czasie zadziałania. Im mniej tym lepiej, proponuje nie wychodzić po za 100ns. Zauważycie też kondensator połączony szeregowo z uzwojeniem wtórnym, pierwsze moje pytanie, a co to takiego i po co ? Jest to kondensator blokujący składową stałą. Zapewne rzuciły wam się w oczy diody oznaczone 15V to od razu wam napiszę, to są diody zenera, ograniczają napięcie sterowania, i ucinają szpilki z uzwojenia wtórnego GDT. Proponuję wam z dobrego serca zastosować osiemnasto-woltowe diody gdyż napięcie przebicia bramki to +/- 20V dopiero. a te 2V w tą czy we w tą sprawiają duże różnice. Rezystory które widzimy mają zadanie ograniczyć prąd ładowania bramek tranzystorów.
Kolejną ważną sprawą jest filtrowanie i prostowanie napięcia zasilającego falownik. Na początek polecam zabawę z kondensatorem elektrolitycznym 470uF. Taka pojemność jest wystarczająca jeżeli nie mamy zamiaru modulować cewki dźwiękiem. W każdym pół czy pełnym mostku powinien znaleźć się kondensator impulsowy 2.2 lub 4.7uF/400VDC podłączony równolegle do zasilania, jak najbliżej tranzystorów. Jeżeli zamierzamy modulować dźwiękiem swoją cewkę musimy uposażyć ją w kondensator przynajmniej 1500uF i soft start. Jaka różnica jest między jedna diodą a mostkiem Graetza. Zazwyczaj jeżeli stosowana jest jedna dioda prostownicza to kondensator ma pojemność maks. 20uF, powoduje to że wyładowania są prostsze, nie pełzają po powietrzu, tworzą takie same wyładowania jak w VTTC. Większy kondensator i mostek Graetza dają standardowe dla SSTC wyładowania.

Jakie tranzystory, diody, kondensatory ? Jeśli chodzi o tranzystory to polecam IRFP460, nie ma sensu dawać mocniejszych. Diody np. MUR860, inne podobne na 600/800V (bez różnicy) najważniejszy jest czas recovery time. Kondensatory do półmostka, odpowiedniki C1 i C2 najlepiej 250VDC (połączone szeregowo) impulsowe MKT, MKP itp. Pojemność może się wahać od 680nF do kilku uF. Mostek prostowniczy najlepiej 5-10A 600V.

Ktoś może się zastanawiać jaka będzie różnica między półmostkiem a pełnym mostkiem w praktyce. Już tłumacze, pełny mostek przekaże nam więcej energii do uzwojenia pierwotnego a co za tym idzie wyładowania będą większe, a moc pobierana z sieci automatycznie nam wzrośnie. Jaka jest moc SSTC na przeciętnym półmostku ? Ok. 600W do 1KW. Analogicznie pełny mostek zwiększy moc prawie dwukrotnie. Dla porównania dwa zdjęcia:

Półmostek, wyładowania 20-25cm


pełny mostek wyładowania 40-50cm



Resztę dokończę dzisiaj pod wieczór, już jest sobota Pozdrawiam Slu

Autor postu otrzymał pochwałę

Wszystko ładnie wszystko pięknie tylko przytoczone schematy są niepoprawne. Diody zabezpieczające włączone tak jak na schematach niczego nie chronią ponieważ zanim zadziałają impuls zdąży zniszczyć pasożytnicze diody w mosfetach.

Tutaj przedstawię obrazek ze znanej strony http://www.richieburnett.co.uk

Tak wygląda podłączenie diody schottky-ego. Dioda dodatkowo blokuje ujemne napięcie, oraz pasożytniczą diodę w strukturze tranzystorów MOSFET, w których zawsze występuje ta pasożytnicza dioda! Przy każdym tranzystorze powinny się znaleźć dodatkowe te diody, obojętnie co robimy powinniśmy wstawiać diody blokujące, inaczej tranzystory będą bardzo szybko się "zużywać" I ja w tym momencie się zastanawiam kto wymyślił ten schemat:

Na pewno w masie innych stron widzieliście podobny schemat również bez diod zabezpieczających, ludzie powielają wszystko co jest najprostsze. Najśmieszniejsza jest adnotacja że bardzo ważnym elementem jest duży radiator No ale sterowanie też jest do dupy.

Wracając do głównego wątku przykładowy mostek z zabezpieczeniami będzie wyglądał tak:

Oczywiście trzeba spełnić warunki przełączania tranzystorów tak jak na poprzednim schemacie otwarte Q1 i Q4 a Q2 i Q3 zamknięte Diody MUR połączone są w ten sposób ze względu na obudowę, w jednej obudowie TO-220 są dwie diody połączone już anodami bodajże, i wyprowadzona jest wspólna anoda a po bokach dwie katody.


Forum jest potrzebne wszystkim którzy chcą się czegoś dowiedzieć i wypowiedzieć. Dzięki niemu eliminowany jest błąd jednostki (praca w grupie) i ten temat jest przykładem, każdy może popełnić błąd ale inni mogą podpowiedzieć co jest nie tak, więc informacje będą uzupełniane i poprawne.

Pozdrowienia. Slu

Autor postu otrzymał pochwałę

Kolejną częścią każdej SSTC jest układ sterowania. Podzielić go można na trzy części:
a) Interupter tzw. przerywacz, jest to generator przebiegu prostokątnego o zmiennej częstotliwości np. od 1Hz do 1KHz i zmiennym wypełnieniu. Interrupter jest elementem który proponuje samemu wykonać, obojętnie czy to będzie NE555 czy TL494. Dodam tylko że w układzie TL494 można regulować wypełnienie za pomocą sygnału audio, w rezultacie nasza SSTC będzie audio-modulowana Schematy i moje próby z audio-modulacją zamieszczę za jakiś tydzień w tym temacie. Dodam tylko że jeżeli już mamy zamiar poddać naszą SSTC audio-modulacji należy pamiętać że potrzebna będzie duża bateria kondensatorów na filtracji napięcia zasilania mostka/półmostka. Można także dodać przełącznik który będzie wprowadzał naszą SSTC w tryb CW. Przełącznik który będzie podawał stan wysoki w przypadku bramki AND a stan niski w przypadku tranzystora zamiast interruptera. Konsekwencją tego będzie praca w trybie CW czyli pracy ciągłej

b) Układ sprzężenia zwrotnego połączony z układem stabilizującym sygnał i układem formującym go. Najczęściej jako sprzężenie używana jest antena lub przekładnik prądowy. Sygnał następnie jest stabilizowany do max. wartości dla TTL 5V następnie sygnał przechodzi przez bramki NOT połączone w bufor. Sygnał wyjściowy jest przebiegiem prostokątnym o amplitudzie 5V.

Każdy punkt S1, S2, S3 jest punktem gdzie jest istotna zmiana i postanowiłem pokazać wam jak wyglądają sygnały w tych punktach. Na początek S1, sygnał odbierany przez antenę, jego amplituda może wynieść grubo ponad 30-40V Tutaj podałem z generatora funkcyjnego przebieg sinusoidalny o częstotliwości kilkudziesięciu KHz
i amplitudzie 16V:

Sygnał jest stabilizowany do amplitudy 5V, tu już zmienia trochę kształt:

A następnie sygnał po przejściu przez bufor wygląda tak:


Jak widzimy druga część SSTC idealnie spełnia swoje zadanie więc wróćmy do części a, zapominając na razie o ostatniej części sterowania SSTC. No więc jeżeli mamy sygnał z interrupter-a i sygnał o f rezonansowej uzwojenia wtórnego uzyskany przez sprzężenie należało by jakoś je połączyć. W tym momencie są dwie możliwości na połączenie tych sygnałów. Metoda analogowa poprzez zastosowanie tranzystora zwierającego sygnał z anteny lub druga metoda którą bardziej wole to zastosowanie bramki AND. Co kto woli, co kto lubi. Ja polecam bramkę AND z trzech powodów: Nie przywieramy sygnału, nie montujemy starożytnego tranzystora (wiem są odpowiedniki w nowszych obudowach) i uczymy się zasady działania drugiej już zastosowanej bramki logicznej

A tutaj wersja z tranzystorem:


Tak czy siak, sygnał połączony z interupterem będzie wyglądał podobnie do tego:

Widzimy że kiedy na wyjściu interruptera będzie stan logiczny 1 ( na górnym wejściu AND-a) to na wyjściu pojawi się sygnał z dolnego wejścia natomiast w drugim przypadku jest odwrotnie, kiedy na bazie tranzystora pojawi się stan logiczny 1, tranzystor zacznie przewodzić i połączy nam sygnał S3/S4 z masą.

Tutaj jedna uwaga, każda nieużywana bramka logiczna musi mieć podany stan niski lub wysoki na wejścia gdyż będzie generowała zakłócenia.

Czas w końcu na ostatnią część sterownika czyli drivery. Drivery są po to by wzmocnić sygnał S4 prądowo i napięciowo. Najczęściej zasilanie driverów to 12 lub 15V, taka też jest amplituda naszego sygnału po wzmocnieniu. Drivery muszą pracować przeciwstawnie, tak jak tranzystory w mostku. Też jest to część którą można realizować na różne sposoby między innymi stosując tranzystory. Najłatwiej zastosować jednak scalone drivery TC4422. Przy każdym driverze jak i układzie scalonym powinien się znajdować kondensator odprzęgający 100nF ceramiczny a dodatkowo przy driverach kondensatory 10-47uF elektrolityczne (ale tu już mają inny cel). Więc idąc punkt za punktem nasz schemat się uzupełnia:


Teraz dochodzimy do "magicznej" części pośredniej. Jest to to GDT łączy układ sterowania z pół/pełnym mostkiem a zarazem separuje te dwa elementy. GDT jak widzimy jest to transformator. Nie jest to zwykły transformator jakie występują np. w zasilaniu żarówek halogenowych. Jest to transformator na rdzeniu ferrytowym, o kształcie koła czyli toroidalny. Najczęściej używa się rdzeni TN28 3E25. TN i numer jest to rozmiar rdzenia, radzę nie schodzić mniej niż TN25 bo będą problemy z nawinięciem transformatora, gdyż rdzeń będzie za mały. 3E25 to materiał z jakiego jest zrobiony rdzeń, jest jednym z najlepszych do tego typu zastosowań, zamiennikiem może być 3F3. Oba rodzaje materiałów i z nich rdzenie dostępne są na TME. Pierwotne najlepiej jest nawinąć podwójnie to znaczy skręcić ze sobą 4 druty wyciągnięte z kabla sieciowego wysokiej jakości i skręcić to jak najmocniej się da, potem taką skrętką nawijamy 12-16 zwoji.

Pierwotne odrazy skręcamy, nawijamy tymi samymi kolorami żeby nic nie pomylić a wtórne dwoma różnymi. Po nawinięciu po jednej stronie zalecam zrobić po supełku żeby po skręceniu druta można było łatwo odróżnić. Teraz tak: podłączamy do tranzystorów nasz transformator dbając o zachowanie warunku fazy czyli jeden tranzystor na bramce ma mieć supełek drugi tranzystor ma być bez supełka. Kondensator szeregowo z uzwojeniem pierwotnym GDT spełnia tą samą funkcje co kondensator połączony szeregowo z uzwojeniem pierwotnym cewki tesli w konfiguracji pełnego mostka- odcina składową stałą. Musi być to kondensator impulsowy. Tak jak pisałem wcześniej jedynym połączeniem między mostkiem a sterownikiem jest tylko GDT.

Jeżeli rozumiecie wszystko co napisałem to pozostało nam tylko nawinięcie uzwojenia wtórnego. Uzwojenie wtórne jest zależne od waszej wyobraźni byle by nie przekraczało 1-2MHz. I kwestia toroidu oraz uziemienia. Toroid nie jest potrzebny, jego zadaniem w SSTC jest obniżenie częstotliwości pracy uzwojenia wtórnego i zwieszeniu długości iskry. Zawsze musi być breakpoint czyli najostrzejszy punkt którego zakończenie będzie wystawało ponad toroid. Uziemienie najlepiej kaloryfer, nie polecam uziemiać w gniazdku. Są patenty z wbitymi gwoździami w parkiet czy folią aluminiową rozłożoną na podłodze, ale ja się tu nie wypowiadam. Mam ogrzewanie CO w domu i kaloryfer w pokoju daje rade nawet z DRSSTC więc nie mam co kombinować Myślę że większość opisałem.


Budowa SSTC i tego jak będzie wyglądała zależy tak na prawdę tylko od naszej wyobraźni i jest praktycznie niczym nieograniczona. Czekam na pytania i podpowiedzi oraz wasze tesle !

Slu widzę, że wrzuciłeś obrazki nie przez mechanizm forum i to jeszcze z linkami bezwzględnymi (a domena już jest inna), więc prosiłbym abyś je wrzucił już poprawnie. Szkoda, żeby temat stał się bezużyteczny.

Poprawione, potem usunę dwa ostatnie nasze posty.

dodam tylko ze w miejsce rezystora bramek mofetów nie należy stosować rezystorów drutowych i metalizowanych. oraz pamiętać o zasadzie krótkiej drogi pomiędzy GDT a mosfetem.
chyba tego nie ma w literaturze powyżej wiec dopisuje
Pozdrawiam HV-towców

Racja, polać wódki ! Czyli jednak ktoś to przeczytał Choć nie wiem czemu metalizowane nie pasują.

Tez nie rozumiem czemu nie mogą być metalizowane ? W DRSSTC mam metalizowane żadnych problemów nie zauważyłem. Drutowe to oczywiste - indukcyjność ale metalizowane ?

Dlaczego miał nikt tego nie przeczytać ? Powiem , jakieś pół roku temu gdy przeszukiwałem internet w dłuż i w szerz (zazwyczaj co jakiś czas tak robię) w poszukiwaniu nowych stron i zapasu wiedzy na temt HV to tej strony nie znalazłem ... Wręcz nawet myślałem iż w Polsce nie istnieją ludzie zajmujący sie rezonatorami tesli (oprócz C4R0 ale on widać przeszedł w trans konstrukcji laserów )...
Czytałem parę postów z elektrody to mi sie słabo zrobiło gdzie ludzie zadają pytania " co będziesz z tym robił " ( mowa o rezonatorach )
Brakuje mi trochę takich dobrych polskich stron które zrzeszą HVtowców. - to moje zdanie a teraz wracając do tematu
Dość dawno temu spotkałem sie z dzwonkami od rezystorów bramkowych w SSTC co ciekawe nie zawsze jest ten problem, ale często powtarza sie on przy konstrukcji rezonatorów HF opartych na wzmacniaczu klasy E. Prawdopodobnie mają mniejsza odporność na zakłócenia wywołane przez rezonator niż węglowe
Na 4HV opisywali czasem problem z tymi rezystorami
Pozdrawiam

Co do dzwonków to to jest kwestia doboru wartości oporników. http://www.richieburnett.co.uk/temp/gdt/gdt2.html Niemniej jednak możliwe jest że faktycznie niektóre wykonania rezystorów metalizowanych mogą mieć większą indukcyjność niż węglowe i stąd problemy bo innego wyjaśnienia nie widzę.

Co myślicie o budowie SSTC na tyrystorach? Jeszcze z taką się nie spotkałem, a mogła by byś całkiem ciekawa.

trochę za wolne są :/ no ale co patent to patent

Częstotliwość rezonansową trzeba by było zbić do stosunkowo niskiej.

Gdzieś kiedyś widziałem tesle na SCRach ale to niszowe rozwiązanie tak samo jak SIDAC/SISG czy inne ciekawe rzeczy. Można próbować ale ciężko będzie znaleźć jakieś informacje. Na pewno nie nadają się do DRSSTC bo mają kiepską odporność na gwałtowne zmiany prądu.

aż bym z ciekawości poczytał o tej tesli na tyrystorach. Czytałem już o wielu konstrukcjach ale o takowym nie, masz może linka ?. Ciekawią mnie gabaryty rezonatora ...

Wpisz w google sidac tesla coil To zobaczysz :p

Sidac niema nic wspólnego z tyrystorami.

Sidac inna bajka ... znalazłem to na scrku ale to zastosowane w klasyku pomiędzy źródłem napięcia HV a podzespołami rezonatora przyznam ze patent z tej strony to wyjątkowo kiepski pomysł.

Mówisz o pierwszym wyniku w google czyli: http://teslahv.com/ ?