DRSSTC

Prvý pokus z dávnych čias o akože DRSSTC s IGBT tranzistormi v polomoste. Výboje som dosiahol do vzduchu najprv 20cm a neskôr po úpravách už 35-40cm. Nejaký čas to fungovalo... 

      Je to môj prvý teslák v polomoste. Výboje dosahujú dĺžky 20cm. Sekundár je vysoký 30cm a priemer ma 6,3cm. Primár ma 8z. Je to klasicky polomost s rezonančným kondenzátorom v sérii s primárom (DRSSTC - Dual Resonant Solid State Tesla Coil).Ten sa naladí na rezonančnú frekvenciu sekundára a tým sa razantne predlžia výboje. Rezonančný kondik v primare je zložený s troch kusov TESLA TC343 82nF/1500V s výslednou kapacitou 27,33nF (naladené zatiaľ len na hrubo). S MOSfetmi som ho ani neskúšal rovno som použil IGBT tranzistory FGA25N120 (1200V, 50A) s ktorými ide perfektne a ochranné UltraFast diódy STTH3010W (1000V, 30A). Je napájaný dvojcestne usmernenou sieťou cez autotransformátor a s filtráciou 470uF. Ako budič som použil VCO s 4046, drivre UCC37321/2 a s interrupterom (prerušovačom) s jednoduchým zapojením s 555. Na GDT som použil nejaký zelený ferit s troma vinutiami. Vinul som trifilárne (stočia sa 3 vodiče a vinú sa ako jeden) v pomere 1:1:1, počet závitov je 18.

      Teslák fungoval v pohode až kým som si večer nevšimol že mi okolo primara sršia iskri pri plnom výkone a vhodne nastavenom interruptery. Problém bol že primár bol navinutý na tenký plast a veľmi blízko pri sekundáry, preto bola veľmi silná väzba a spôsobilo to aj tzv. rozštiepenie rezonancie kedy sekundár rezonoval na viac frekvenciách. Najprv som skúšal omotať sekundár aj primar izolačkou, ale nepomohlo to tak som navinul nový primar na 0,5cm kus keramiky s trocha väčším priemerom. Bola to časť s objímky na 500W žiarovku a žiadnu PVC trubku s vhodným priemerom som už nemal. Keď som ho zapol s novým primarom tak rozdiel bol viditeľný jednak už pekne rezonoval len na jednej frekvencii, trochu sa predlžili výboje a mali aj iný zvuk. Ešte som chcel ho doladiť kondikmi v primari lebo teraz to mam len tak nahrubo, lenže už som sa k tomu nedostal pretože keď som na interruptery nastavil najdlhší OFF-time (výboje boli tenké bez plazmy) a najväčší ON-time (jednoducho počet výbojov za sekundu) tak to už neboli normálne iskri, ale mohutný výboj obalený plazmou asi tak do 20cm vysoký a po chvíli odpálilo oba koncaky a jednu diódu. S čím som nepočítal pretože s predošlým primarom mi to takto išlo a IGBTčka to zvládali, lenže vtedy bol aj menší výboj. Tak teraz musím počkať na ďalšie IGBTčka a tak sním budem ďalej experimentovať a sa ho pokúsim ešte viac vyladiť aby som z neho dostal väčšie výboje. Na záver chcem poďakovať Steiny-mu za rady pri stavbe DRSSTC.

Schémy budiča a prerušovača:

• 
• 
•  

Fotky vrabčieho hniezda na doske:

• 
• 
• 
• 
•  

Fotky výbojov:

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
•  

Okolo 20cm výboje do ruky:

• 
• 
• 
•  

Videá: 

23.12.2010
      Konečne som sa dostal ku webu a dopísal článok. Takže čo sa zmenilo na DRSSTC, zohnal som silnejšie IGBTčka HGTG20N60A4 (600V, 70A) bez diódy, nové ochranné ultrarýchle dvojité diódy HFA30PA60C (600V, 2x 15A, 19ns) so spoločnou katódou. Keď som konečne pomeral rezonančnú frekvenciu sekundáru tak som zistil že rezonoval na frekvencii niečo cez 300kHz a ja som ho budil iba na nejakých 120kHz na ktorej tiež slabo rezonoval (je to tzv. rozštiepenie rezonancie, keď sekundár kmitá na viacerých frekvenciách, čo spôsobuje aj silná väzba). S toho vyplýva že je vždy dobre si pomerať frekvencie a nie len tak skúšať ladiť lebo môže sa stať že naladíte ako ja inú frekvenciu na ktorej pôjde teslak najlepšie, ale pritom ta skutočná rezonančná frekvencia bude mimo rozsahu budiča a môžete márne ladiť do DR aj tak nedosiahnete také veľké výboje. Takže bolo potrebné aby som to naladil na správnu rezonančnú frekvenciu čím by som dosiahol podstatného zlepšenia, keďže tie IGBTčka sú iba do 200kHz tak som ju musel znížiť toroidmi, ale to by som potreboval veľkú kapacitu a zopár toroidou na sebe. Preto som použil väčší sekundár z prvého SGTC, ktorý aj s dvoma toroidmi rezonuje na 160kHz. Najprv som ho zapol na malý výkon naladil frekvenciu až tak som skúšal ladiť do DR. Zatiaľ tam mam kapacitu 133nF/4800V DC (na hrubo naladene ešte sa stym treba pohrať) a dosiahol som cca 35-40cm výboje čo je oproti predošlému teslaku podstatné zlepšenie. Lenže ako tak som ladil, výboje mohutneli a zväčšovali sa opäť mi odišli koncaky. Určite bol problém v tom že som nemal tienenú elektroniku, lebo si len tak bezdôvodne odišli a pritom chladiče sa ani nezohriali, keď som to mal na plný výkon tak vedľa veža sa sama zapla otvoril sa kazeťak, naladilo rádio... Momentálne už mam ďalšie tranzistory a cele to prerábam do tienenej bedne, spravil som nový interrupter s burst modom a ešte chcem spraviť budenie so spätnou väzbou s CT (Current transformer), ale o tom až neskôr keď to bude hotové. Zatiaľ ďalšie fotky ako som pokročil.

• 
• 
• 
• 
• 
• 
•  

22.6.2011
      Takže po dlhom čase opäť krátky update o DRSSTC. Robil som na ňom už dávno, ale až teraz som sa dostal ku napísaniu článku. Takže zmenilo sa budenie, namiesto VCO s 4046 mam teraz s feedback s CT (Current transformer) cez tvarovač (invertori) 74HC14 a osvedčene drivre UCC37321/2. Koncové tranzistory a ochranne diódy ostali IGBT HGTG20N60A4 (600V, 70A) a diódy HFA30PA60C (600V, 2x 15A, 19ns) + pridal som ešte 400V 1,5kW transily proti napäťovým špičkám. Je to v podstate táto mierne upravená schéma od Steva Warda. Ďalej vymenil som pôvodný obyčajný interrupter s jednou 555 za interrupter s burst mode, kde si nastavujem BPS (frekvencia spínania niekoľko sto Hz až pár kHz), reguláciou výkonu pomocou PWM (Pulse Width Modulation) + môžem zapnúť burst mode, ktorý ešte tento signál prerušuje (rozsekáva) niekoľkými Hz. Takto vznikajú zaujímavé a hlučné výboje prerušované vysokou frekvenciou a tie sú ešte prerušované pár Hz, čiže teslák vystreľuje pár výbojov za sekundu a tie výboje sú ešte prerušované oveľa vyššou frekvenciou.

      Pri prvom zapnutí mi výboje dosahovali 50-60cm mohutné hrubé až 3cm obalene plazmou a riadne hlučné. Koncaky boli studené a vôbec sa nehriali (pri tom chladení ani nemajú ako sa hriať :D). Chvíľu to fungovalo a tak výboje zmizli a už nechcel fungovať. Tak som zistil že mi odišiel nejaký kondenzátor v MMC (kondiky WIMA MKP 100nF/1600V) tak som celé MMC vymenil a použil som kondenzátory ISKRA 1,5uF 250V s cca rovnakou kapacitou. Tieto už bez problémov držali. Výboje krásne cez pol metra na plný výkon, zapínal som ho len na krátku dobu zatiaľ, fungoval v pohode až kým neodkurilo koncaky tak reku asi som to prehnal vymenil som ich a už som to nedával na plný výkon, ale ako som ho zapol vytočil autotrafo asi do polky a prask... koncaky v kremíkovom nebi. Až tak som si všimol že sekundár bol taký horúci že som na ňom ani ruku neudržal, tak reku že tenký drôt a dlho som ho zapínal, lenže mne sekundár prerazilo zvnútra a zvrchu sa plazili výboje vo vnútri trubky až dole ku studenému konci cievky a celu ju zvnútra spálilo a vytvorilo pavučinu. Čiže to bol zrejme dôvod prečo mi odišli koncaky keďže f0 cievky sa určite menila ako tak sa plazili výboje a skratovalo závity. Neostáva nič iné ako navinúť poriadny sekundár v pomere 1:3 a nie takúto „palicu“ v pomere 1:7 čo bola zrejme aj príčina, že prerazilo zvnútra sekundár.

      Nakoniec pre zaujímavosť pri tomto DRSSTC bol tak veľký odber, že každým výstrelom výboja bol taký pokles napätia, že zhasínali žiarovky. Úsporné žiarivky svietili na niekoľko metrov od tesláku (dokonca aj pri 1cm výbojoch svietila úsporná žiarivka na asi 2-3 metre), vedľa na stole bola mikrospájka a v nej poblikávala LEDka, mrzla myš na PC, samovoľne sa zapla veža, prelaďovalo sa rádio, otvoril sa kazeťak a každým výbojom sa až triaslo autotrafo čo bol tak veľký špičkový odber.

• 
• 
• 
• 
• 
• 
•  

      Konečne som už spravil aj debnu na elektroniku a nejako to dal cele dokopy. Tu sú fotky s konštrukcie. Dokola po všetkých bokoch je hrubá hliníková fólia na tienenie elektroniky, ktorá je navzájom spojená a uzemnená na kolík v zásuvke. Polomost je riešený takto bez DPS vo vzduchu aby boli spoje čo najkratšie. Vpredu je konektor na pripojenie interrupteru cez 2 metrovú tienenú dvojlinku. Interrupter je v krabičke spravenej s DPS. Interrupter na fotkách ešte nie je celkom hotový chýba zaizolovať rezistor a zapojiť napájacie vodiče ku konektoru.

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
•