Простейшая SSTC

Начинающие тесластроители зачастую выбирают для своих первых устройств схему Качера Бровина. Это объясняется его простотой, дешевизной и возможностью питания от низкого напряжения, вплоть до 1.5 вольт, что делает девайс портативным и безопасным. Однако, как это часто бывает, подобные сверхпростые схемы не лишены серьёзных недостатков. Если говорить конкретно о Качере, то среди минусов - низкий КПД и раскачка первичной обмотки лишь в течение половины периода колебания. Вместе они делают схему подходящей разве что для роли игрушки или первого девайса, собранного своими руками, наряду с мультивибратором. Получить с классического Качера результаты, сравнимые с результатами любых других тесел (например, SSTC и VTTC или, тем более, DRSSTC и SGTC), практически невозможно. В статье я опишу чуть более сложную конструкцию портативной катушки Тесла, которая позволит получить результаты гораздо лучше "качерных". Итак, схема:

Что первым бросается в глаза - сдвоенная первичная обмотка (L1), части которой включены в противофазе (пуш-пул). Такое решение характерно скорее для преобразователей напряжения, нежели для тесел. Однако именно это позволяет сделать двухтакт, не прибегая к мостам и полумостам.

Обратная связь берётся с низа вторичной обмотки (L1) и подаётся на затворы не напрямую, как в Качере, а через высокочастотный трансформатор (TV1), намотанный на ферритовом кольце. Это, можно сказать, атрибут классической SSTC. Стабилитроны необходимо брать на напряжение не выше 75% от максимального напряжения затвора транзистора по даташиту и не ниже 5 вольт, хотя у меня схема работала и с КС147А (4.7 Вольт). Если используются биполярные транзисторы, то стабилитроны, естественно, не нужны.

Конденсатор C1 играет роль фильтра, поэтому желательно брать импульсный, например К78-2. В крайнем случае - рыжая керамика на 0.01 - 0.1 мкФ. Она тоже подходит, но результат может быть хуже.

К транзисторам (VT1, VT2) особых требований нет. Если использовать питание в пределах 24 Вольт, то IRFZ44N (по моей версии) или IRF3205 будут отличным выбором. Если планируется более мощная конструкция - то IRFP460 или IRFP250. Важно понимать, что первичные обмотки составляют автотрансформатор, поэтому максимально допустимое напряжение сток-исток выбранных транзисторов не должно быть ниже удвоенного напряжения питания схемы.

Резистор R2 (1 кОм, переменный) служит для регулировки смещения (как и в качере Бровина) и, соответственно, настройки схемы в рабочий режим при разных питающих напряжениях. Диапазон значений R2 должен меняться при изменении питающего напряжения. Чем выше Uвх - тем больше сопротивление R2.

Вторичная обмотка (L1) сделана на пластиковом кабель-канале круглого сечения. Он хорош своими тонкими стенками и жёсткостью. Диаметр - 25 мм, высота - около 65 мм. Для намотки использовался обмоточный провод диаметром 0.1 мм.

Первичная обмотка сделана из двух силовых одножильных проводов, сплетённых в "косичку".

Несколько фотографий процесса сборки катушки навесным монтажом:

Размеры вторичной обмотки по сравнению со строительным карандашом.

Силовая часть катушки навесным монтажом.

Работа катушки в CW-режиме. Питание от 8 "пальчиковых" батареек.

Вид разряда катушки с прерывателем (собран на дискретных компонентах). В итоговую схему прерыватель не вошёл, так как устройство изначально задумывалось для работы в CW.

Сборка схемы на плату.

Сначала были нарисованы дорожки перманентным маркером.

После чего плата была отправлена травиться в горячий раствор хлорного железа.

После травления все дорожки на плате необходимо облудить. Когда это будет сделано, можно приступить к установке компонентов.

Важное замечание: после установки всех деталей схемы, крайне желательно пропаять все дорожки. Ток в цепях первичных обмоток может достигать 5 - 6 Ампер, и непропаянные дорожки, скорее всего, этого не выдержат.

Теперь, когда детали установлены, а дорожки пропаяны, осталось только смыть канифоль с нижней стороны платы. Сделать это можно растворителем № 646.

Пробный запуск. Если всё сделано правильно, то на терминале появится 2 - 3 сантиметровый "пушистик".

Ну и разряд с качера, для сравнения. Параметры вторички, первички и питания одинаковые.

Если резюмировать, то предложенная в статье схема может стать достойной заменой для качера Бровина в низковольтных катушках Тесла. Схема простая, процесс настройки сводится к вращению одного переменного резистора, низкое питающее напряжение, высокий КПД. Ну а на этом, пожалуй, всё. Желаю всем удачи!

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• Высокое напряжение
• Катушка Тесла
• Перевод