Witam serdecznie.
Przymierzam się do budowy pierwszego SSTC zasilanego z sieci.
Schemat mam od użytkownika Yuri z naszego forum (duże podziękowania za udostępnienie!).
Mam wątpliwości co do szczegółów budowy.
Zamierzam wykonać najprostszą cewkę ze sprzężeniem zwrotnym, interrupter na NE555, dalej antenka i 74HC14, potem sterowniki MOSFET TC44**, GDT na rdzeniu Ferroxcube 3E25 i półmostek na jakimś mocnym mosfecie.

Oto schematy Yuriego:


Z tym, że ja zrobię półmostek zamiast pełnego mostka.

A to moje pytania:

1. Uzwojenie wtórne - próbowałem korzystać z różnych kalkulatorów z sieci ale wymagają one masy danych o których ja nie mam pojęcia.
Mam drut 0.35 mm i rurę PCV o średnicy 7cm.
Czy ten drut się nadaje i na ilu cm nawinąć nim wtórne?
Mam też większą rurę PCV (11cm) i na niej zamierzam nawinać pierwotne, ale ilość zwojów dobierze się eksperymentalnie...

2. Layout płytek - proszę o sprawdzenie i doradzenie co poprawić itp.
Driver:


Halfbridge:


Przy halfbridge nie ma pokazanych par diód Zenera między bramką a źródłem każdego MOSFETa ale zamierzam je tam wstawić (będą zlutowane końcówkami).
Jeszcze chyba do rezystorów bramkowych dolutuje się diody w celu eliminacji zwarć skrośnych - ale nie wiem do końca czy to konieczne.
W ogóle te płytki "przejdą" czy trzeba je całkiem przeredagować tak by nie było pasożytniczych indukcyjności itp.?

BTW: jak wszystko się dopracuje i rzeczywiście będzie działać to udostępnię źródła Eagla i dokumentację tak by zainteresowani mogli łatwo zbudować tą cewkę.

3. Czy potencjometry od interruptera mogą być np. podłączone przez kilka/kilkanaście centymetrów przewodu?
Pytam, bo naczytałem się że każdy centymetr ścieżki się liczy (chociaż to najbardziej liczy się po stronie mocy?) ale jednocześnie chciałbym te potecjometry wyprowadzić n skraj obudowy tak by można było nimi łatwo operować.

4. Drivery MOSFET mogę tu zasilić też z 12V? Starczy takie napięcie czy na coś to wpłynie?

5. Moglibyście zwalidować wybór częsci mostka?
Części mostka:
MOSFET mocy:
- SiHG30N60W ? (mocniejszy od 460, kieruję się doświadczeniami Yuri z forum, ale nie wiem jak z rezystorem bramkowym... nie mam dostępu do oscyloskopu)
Shottky mostka:
- VT1045BP ?
Szybkie diody:
- VS-15ETX06FP-N3 ?
Kondensatory:
- WIMA MKP10 400V 0,68uF

6. Czy dobieranie rezystora bramkowego będzie niezbędne a jeśli tak to jak to wygląda? Z tego co wiem to różne osoby mają różne opinie na ten temat... rezystor bramkowy jest dobierany tylko pod konkretny model MOSFET, czy też pod konkretny rezonator itp?

7. Mam w budżecie jeszcze kilka stów, bardziej mi się opłaca kupić autotransformator czy oscyloskop, oraz jaki dokładnie model byście polecili?

Ogólnie to tylko czekam na wasze sugestie a potem od razu lutuję/wytrawiam/nawijam bo większość elementów już mam, liczę że w trakcie przerwy świątecznej już coś... zaiskrzy.

1. Wtórne daj na r 110 a pierwotne na 150. W inny razie będziesz miał wysoką częstotliwość rezonansowa.

2. Masz zwarcie sygnał -masa w sterowniku sterowniku w mostku za małe szczotki na drenach i będziesz miał problem z radiatorem. Jak wrócę na chatę to przyjrzę się lepiej.

3. Od biedy tak.

4. Daj 18V.

5. Spojrzę w domu.

6. Trzeba dobierać. Zależy od pojemności bramek, GDT i połączeń.

7. Oscyloskop!

A to nie zwiększy za bardzo ilości drutu? Ale sprawdziłem w programie który dopiero co znalazłem i takie wychodzą parametry:
Przy użyciu 7 cm. na wtórne:


Przy użyciu 11cm:


Ile tego nawinąć? To 40cm wpisałem w programie przykładowo i wychodzi ponad tysiąc zwojów. Nie wiem jak wyliczyć/określić, ile ich być powinno.

Jutro zbiję z deseczek prostą nawijarkę i będę się szykować do nawijania.


Rzeczywiście, ale to najmniejszy problem, można po prostu przesunąć ścieżkę, bardziej mnie martwią te słynne indukcyjności pasożytnicze...


No to proszę sugestię jaki dokładnie model, i pod kątem tego jaki za mała cenę będzie lepszy do SSTC, oraz jaki jest bardziej "idiotoodporny".

40cm to za długa rura jak na taką małą średnicę, a i tak rezonans wypada wysoko. Druga opcja jest ok. choć możesz zrobić niższą 20-30cm.
Ten program podaje ile metrów drutu potrzebujesz...

W sterowniku będziesz miał problem z radiatorami, które na driverach muszą być. Musisz też dać kondensator wycinający składową stałą, bo popalisz drivery. Ta przelotka do GDT2 jest niepotrzebna - wlutuj się przewodem w pierwszy punkt.
W mostku ścieżki do bramek są długie... elektrolit jest malutki - raczej tego nie wytrzyma.
Moja rada jest taka żebyś popatrzył jak robią to inni i zrobił od nowa dwie nowe wersje płytek. Ja się tak uczyłem właśnie, że robiłem trzy wersje tej samej płytki i wybierałem najlepszą z nich.

Indukcyjności pasożytnicze zawsze są, a nabierają znaczenia jak ciągniesz długie cienkie ścieżki (ta przelotka do GDT2 i ścieżki do bramek w półmostku się do tego zaliczają).

Oscyloskop to zależy ile dokładnie masz kasy. Parę stów to będzie raczej analogowy (co nie znaczy gorszy tylko większy). Poszukaj trochę, nie spiesz się z zakupem, żebyś później nie żałował. Załóż temat w dziale giełda żeby nie robić tu offtopu. Doradzimy coś

Czyli na początek 30cm wysokość, średnica 11 cm i drut 0.35mm?
Wedle TeslaCoilDesigner to będzie miało niecałe 400kHz.


Ta przelotka to miejsce na kondensator który jest przed GDT, tylko coś było z Eaglem nie tak a nie chciałem rysować od nowa całości. To o ten kondensator chodzi?

Elektrolit chyba dokupię jakiś duży tak jak w pierwowzorze projektu ale to też wydatek kilkadziesięciu złotych i z tego co widziałem to ludzie robią SSTC bez takich dodatków.

Tak chodzi o ten kondensator

Kondensatora w mostku możesz nie dawać wcale, ale taki mały nie może być bo się ugotuje. Wywal go.

Częstotliwość jest ok trochę zbijesz ją torusem i będzie w sam raz.

Sugerowałem się projektem C4R0 i tam jest jednak ten elektrolit na wejściu...
http://c4r0.elektroda.eu/_hv/index.php?page=hv/sstc

Ale skoro mówisz, by bez elektrolita, to może zastosować prostownik jednopołówkowy? Wtedy chyba tranzysory będą mniejszą moc dostawać.

Co do płytek - nie mam już pomysłów jak to zoptymalizować bardziej. Zresztą nie wiem co myśleć o tych długościach połączeń - na tym forum czytałem, że "kilka cm do MOSFETów max", a z drugiej strony jak przeglądam np. ten projekt:
http://www.portalnaukowy.edu.pl/index.p ... imitstart=
to autor tej cewki zastosował znacznie dłuższe przewody do MOSFETów i niby mu działa...

Jeśli chodzi o torus to przygotowałem sobie dwie aluminiowe półmisy o średnicy jakieś 15 cm, tylko za bardzo nie wiem jak je połączyć, no i one mają tą krawędź 1-2cm...

Tak, jest tylko zobacz na zdjęciu jaki duży twój jest za mały. Będzie nieustannie ładowany i rozładowywany od zera do max, a to go zabije nawet jak będzie LESR.
Zostaw sam mostek.

O to chodzi, że nie masz pomysłu. Po prostu siadasz i robisz nową płytkę od początku. Samo wyjdzie w praniu.

Miski możesz skręcić na śrubę.

Projektem Michała Obrzydzinskiego się nie sugeruj. To świetny fachowiec, ale cewke i nagrzewnice to chyba robił podczas gorączki 42 st C

220uF tam jest u C4R0, to nie dużo, tez mogę taki dać...



Spróbuję zrobić jeszcze parę a jak nie to nie wiem, zaryzykuję.
Jest gdzieś może jakieś gotowe PCB do mostka? Widziałem projekt np. na tym portalnaukowy.edu ale tam chyba nie jest lepiej.

Na twojej płytce jest miejsce na co najwyżej 10uF dlatego zaalarmowałem. 220uF możesz dać tylko gdzie?

Gotowe PCB do mostka na pewno znajdziesz gdzieś, a jak nie to pomożemy mimo to spróbuj sam na razie.

Moja rada to użyj diod Schottky w obudowie TO-220 (jakiś MBR* na 6-8A). Diody i tranzystory ustaw w jednej linii tak, żeby dało się przykręcić na wspólny radiator. Resztę dopasuj pod to i zobaczymy co wyszło.

Rzeczywiście, poprawiłem to już chyba.


Przecież ta VT1045BP ma obudowe TO-220?


Właśnie nigdzie nie ma źródeł Eagla... jedynie jak już to obraz ścieżek.
Wzorowałem się na tym:
http://obrazki.elektroda.pl/6584515200_1447781831.jpg
Ten powyżej jest chyba dobry, ale nie ma diód shottky...

http://c4r0.elektroda.eu/_hv/hv/sstc05_big.jpg

Powymyślałem takie (tyle, że na nich prawie wszystkich dioda Shottky nie jest w TO-220 a w DO-41, więc chyba i tak nic z tych projektów):

Nie mam na tyle wyobraźni do tego by zrobić taki layout, że jednocześnie wszystkie ścieżki (zasilanie, uzwojenie, GDT) są krótkie i nie ma zworek.

Te shottky i diody szybkie potrzebuję radiatora?


PS: nawijam te 25 cm na rurze 11 cm, będzie jakieś 450kHz, pytanie: o ile "zbija częstotliwość" torus? Driver też już mam, więc zostaje ten nieszczęsny półmostek i odpalam.


EDIT: Zrobiłem na nowo płytkę sterownika, która lepsza?
Stara (w sumie to i tak nie był mój layout):

Nowa:


I do tego pytania:
- te TC442* mocno się tam grzeją, potrzebują radiatora? @grzegorzewskipl pisał, że "będę miał problem z radiatorem", więc wnioskuję, że tak? Chyba jakiś mniejszy by się zmieścił ,ale musiałbym jeszcze zrobić na niego trochę miejsca...
- ten C11 o pojemności 2.2uF, na nóżce 6 i 2 od NE555 w interrupterze jest sens wydzielać jako "cap subpoint" - widziałem coś takiego w innych projektach, i zmieniając wartość tego kondensatora zmieniali czasy on/off i wygląd wyładowań - jest sens się w to bawić?

Schottky i diody szybkie potrzebują radiatora ponieważ:

1. Na złączu półprzewodnikowym występuje spadek napięcia (więc wydziela się moc)
2. Diody szybkie "gaszą" szpilki, które wtyka indykcyjność. To działa jak krótkie zwarcie więc wydziela się moc.

Torus zmniejsza częstotliwość rezonansową odwrotnie proporcjonalnie do pierwiastka jego pojemności. Prościej: większy torus mniejsza częstotliwość. Spróbuj użyć kalkulatorów.

TC442* generalnie mogą być bez radiatora, ale jeśli coś pójdzie nie tak to radiator ochroni je przez jakiś czas przed spaleniem (np. jak na kilka sekund zrobisz zwarcie). Lepiej dać.

Z tym C11 daj sobie spokój, bo to jest optimum.

Drugi sterownik jest ok choć myślę, że będziesz miał problemy ze zwarciami.

Projekt półmostka wrzucę dziś tutaj to zrobisz po swojemu na jego bazie, albo skorzystasz z gotowca jak wolisz.

To by było bardzo pomocne więc czekam aż wrzucisz i z góry dzięki.

Co do torusa - ten program z którego korzystam liczy tylko dla torusa z rury, a ja robię z dwóch półmis...

Te "półmisy" tworzą Ci razem kulę?

Za C11 można podmieniać inny, czemu nie. O ile masz zacięcie do eksperymentów.

Obawiam się tylko, że to jakoś zaszkodzi cewce i coś spalę.


Chyba najłatwiej pokazać - zdjęcia uzwojenia i tych misek:

To jakie masz aktualnie pytania... ?

Na szybko naskrobalem cos takiego. Pozamieniaj elementy na takie, ktore masz i bedzie ok.

Dwie polmisy polaczone mozesz przyblizyc ze to jest kula

@Grzegorzewski, dziękuję, na pewno skorzystam. Zaskakująco prosty i przejrzysty layout.

Co do torusa: te misy mają z 14 cm średnicy, ale głębokości z kolei 5 cm...
Założę, że to jest kula o średnicy 12 cm.
12 cm na stopy:

Więc promień to 0.2 feet około.
Weedle tego: http://www.pokusy.chytrak.cz/programy/calculat.html
Będzie około 6.7 pF, ale nie wiem nawet czy to dobry kalkulator.
Pierwiastek jego pojemności: sqrt(6.7) = 2.5
No i tu nie wiem co dalej... tak samo nie wiem co z jednostkami... jak to dalej policzyć, oszacować? Nawet nie wiem, czy ta "kula" na rezonatorze zmniejszy jego częstotliwość o wielkość rzędu 10%, czy o 50kHz itp...


Drugie pytanie: złożyłem już prawie cały sterownik, proszę sprawdźcie - czy jest ok?
Płytka zasilacza, na razie bez radiatora i 7815 (paczka w drodze, dolutuję potem), tu jest trafo 20VA, chyba da radę...


Płytka drivera:


Ten 2.2uF wydzieliłem tak, że są dwa goldpiny i na nie można wpiąć kondensator jak się do jego nóżek dolutuje female złącza.
Kondensatory 100nF z wylutu i dwa duże elektrolity na 5V i 12V.
Na 15V (zasilenie driverów MOSFET) na razie nie dawałem tantala bo nie mam, ale 15uF tantalowy jset w drodze i taki na razie dam...
Czy przed GDT można dla testów dać zwykły foliowy 1uF albo MKT 0.1uF? W EP jest tam 0.15uF z tego co widziałem, a to prawie taka sama SSTC...

Jeden z potencjometrów dałem 5K bo 100K się skończyły...
Diody za driverami MOSFET też już są w drodze...

Przebiegi z pseudo-oscyloskopu (on ma opóźnienia, więc te z TC na siebie niby nachodzą)

Wyjście NE555:


Pin 2 NE555 (czyli potencjometry)


Za 74HC:


Za MOSFET driverami (bez kondensatora i GDT)


Za MOSFET driverami (bez kondensatora i GDT)

O matko... ale oscylogramy te przebiegi nic ci nie powiedzą póki nie masz podpiętego rezonatora, bo teraz to jest tylko sygnał z interruptera. Sam 74HC14 jest tylko buforem. Żeby zobaczyć przebiegi musisz wystartować złożony układ na np. 12V
Uważaj z tym "oscyloskopem" jeśli to jest bajer bazujący na karcie dźwiękowej komputera to może ona tego nie przetrwać, gdyż na wszelkim żelaztwie indukują się ładunki w pobliżu Tesli i karta tego nie wytrzyma. Poza tym pasmo przenoszenia takiego wynalazku to max 10kHz więc duuuużo za mało.

Pojemność tych misek przyjmij ok 14pF

Jak to wpłynie na cz. rez.? Tego już za ciebie nie policzę
1. znasz indukcyjność swojego uzwojenia (kalkulator)
2. znasz pojemność własną i pojemność "toroidu"
3. Frez = 1/(2*pi*pierwiastek_L*pierwiastek_C) L w henrach, a C w faradach

Podstaw to do wzoru i policz. Wyjdzie ci częstotliwość w hercach.

Podpiąć rezonator, albo (lepiej) test na sucho - mostek zasilony z kilkanstu V, na antenkę sygnał tak 100-200kHz wypełnienie 50%, obciążenie mostka małą żarówką samochodową lub podobnym.

Ale ten "oscyloskop" tego nie pokaże. Nawet obecny sygnał go przerasta - jeżeli to ten o którym kiedyś pisałeś to nie pokaże nawet żadnych transjentów itd.