步步驚心國外牛人教你做固態(tài)特斯拉線圈（詳細(xì)）

步步驚心國外牛人教你做固態(tài)特斯拉線圈（詳細(xì)）固態(tài)特斯拉線圈制作教程對與大多數(shù)玩了SGTC的人來說都想玩更高級的SSTC/DRSSTC，但是許多人在這是就會遇到困難。特斯拉線圈介紹特斯拉線圈又叫泰斯拉線圈，因為這是從“Tesla”這個英文名直接音譯過來的。這是一種分布參數(shù)高頻共振變壓器，可以獲得上百萬伏的高頻電壓。特斯拉線圈的原理是使用變壓器使普通電壓升壓，然后經(jīng)由兩極線圈，從放電終端放電的設(shè)備。通俗一點說，它是一個人工閃電制造器。在世界各地都有特斯拉線圈的愛好者，他們做出了各種各樣的設(shè)備，制造出了眩目的人工閃電。諧振定義：在物理學(xué)里，有一個概念叫共振：當(dāng)策動力的頻率和系統(tǒng)的固有頻率相等時，系統(tǒng)受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振。電路里的諧振其實也是這個意思：當(dāng)電路的激勵的頻率等于電路的固有頻率時，電路的電磁振蕩的振幅也將達到峰值。實際上，共振和諧振表達的是同樣一種現(xiàn)象。這種具有相同實質(zhì)的現(xiàn)象在不同的領(lǐng)域里有不同的叫法而已。（說個易懂的，當(dāng)兩個振動頻率相等的物體，一個發(fā)生振動時，引起另一個振動的現(xiàn)象叫做共振，在電學(xué)中，兩個等頻振蕩電路的共振現(xiàn)象，叫做諧振。）電磁振蕩LC回路（L：電感，C：電容）電磁振蕩LC回路能產(chǎn)生大小和方向都都作周期發(fā)生變化的電流叫振蕩電流。能產(chǎn)生振蕩電流的電路叫振蕩電路。其中最簡單的振蕩電路叫LC回路。一個不計電阻的LC電路，就可以實現(xiàn)電磁振蕩，故也稱LC振蕩電路。LC振蕩電路的物理模型滿足下列條件：①整個電路的電阻R=0（包括線圈、導(dǎo)線），從能量角度看沒有其它形式的能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化，即熱損耗為零。②電感線圈L集中了全部電路的電感，電容器C集中了全部電路的電容，無潛布電容存在。③LC振蕩電路在發(fā)生電磁振蕩時不向外界空間輻射電磁波，是嚴(yán)格意義上的閉合電路，LC電路內(nèi)部只發(fā)生線圈磁場能與電容器電場能之間的相互轉(zhuǎn)化，即便是電容器內(nèi)產(chǎn)生的變化電場，線圈內(nèi)產(chǎn)生的變化磁場也沒有按麥克斯韋的電磁場理論激發(fā)相應(yīng)的磁場和電場，向周圍空間輻射電磁波振蕩電流是一種頻率很高的交變電流，它無法用線圈在磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生，只能是由振蕩電路產(chǎn)生。其工作流程為：充電完畢（放電開始）：電場能達到最大，磁場能為零，回路中感應(yīng)電流i=0。放電完畢（充電開始）：電場能為零，磁場能達到最大，回路中感應(yīng)電流達到最大。充電過程：電場能在增加，磁場能在減小，回路中電流在減小，電容器上電量在增加。從能量看：磁場能在向電場能轉(zhuǎn)化。放電過程：電場能在減少，磁場能在增加，回路中電流在增加，電容器上的電量在減少。從能量看：電場能在向磁場能轉(zhuǎn)化。在振蕩電路中產(chǎn)生振蕩電流的過程中，電容器極板上的電荷，通過線圈的電流，以及跟電流和電荷相聯(lián)系的磁場和電場都發(fā)生周期性變化，這種現(xiàn)象叫電磁振蕩。在這里我給那些新人們先講講特斯拉線圈的分類：SGTC（SparkGapTeslaCoil=火花隙特斯拉線圈（特斯拉本人發(fā)明的那種）-分枝：SISGTC（Sidac-IGBTSGTC）=以觸發(fā)二極管-IGBT替換火花隙的特斯拉線圈SSTC（SolidStateTeslaCoil=固態(tài)特斯拉線圈（這里主要講解的那種）-分枝：（本文主要講DRSSTC，由于SSTC的原理相對簡單，在看完之后就會明白的）ISSTC（InterruptedSSTC）=帶滅弧固態(tài)特斯拉線圈OLTC（OffLineTeslacoil）=離線式特斯拉線圈Class-ESSTC=戊類功放式固態(tài)特斯拉線圈DRSSTC（DualResonantSSTC）=雙諧振固態(tài)特斯拉線圈-分枝：QCWDRSSTC（QuasiContinuousWaveDRSSTC）=準(zhǔn)連續(xù)波雙諧振固態(tài)特斯拉線圈CWDRSSTC（ContinuousWaveDRSSTC）=連續(xù)波雙諧振固態(tài)特斯拉線圈VTTC（VacuumTubeTeslaCoil）=真空管特斯拉線圈-分枝：SSVC（SolidStateValveCoil）=固態(tài)-真空管特斯拉線圈SGTC：傳統(tǒng)的火花隙特斯拉線圈，噪音大，效率低，壽命短，這里就不做過多介紹。SSTC：現(xiàn)代電子愛好者們根據(jù)特斯拉線圈的本質(zhì)原理，發(fā)明了固態(tài)特斯拉線圈（SSTC），它具有低噪音、高效率、壽命長的特點，因而得到了很好的發(fā)展。固態(tài)特斯拉線圈不僅可以產(chǎn)生炫目的閃電，還可以利用電弧演奏音樂！因此特斯拉線圈除了應(yīng)用于高壓領(lǐng)域外，也不失為一件很好的藝術(shù)品。固態(tài)特斯拉線圈的原理是：通過驅(qū)動電路，將市電（220VAC50Hz）轉(zhuǎn)換為高頻交流電，通過初級線圈轉(zhuǎn)化為高頻磁場，當(dāng)磁場振蕩頻率和由一端接地的次級線圈和放電端形成的LC體系的固有頻率一致時，發(fā)生諧振，此時次級線圈將大量電荷送入放電端，使得放電端電壓升的很高，從而形成閃電。對于固態(tài)特斯拉線圈，他沒有電容組，只有驅(qū)動電路、初級線圈、次級線圈和放電端，他是依靠驅(qū)動電路來產(chǎn)生高頻電流，送入初級線圈產(chǎn)生高頻磁場;而傳統(tǒng)的火花隙特斯拉線圈則是依靠打火開關(guān)接通/斷開，來激發(fā)初級線圈和電容組振蕩，產(chǎn)生高頻磁場，這是這兩者的區(qū)別！總結(jié)：SSTC的工作方式是驅(qū)動板產(chǎn)生一個震蕩電流與次級線圈相同這是就會諧振通過初級耦合將能量傳遞給次級。因此sstc的驅(qū)動板可以簡單地看成一個震蕩信號發(fā)生器。DRSSTC：由于固態(tài)特斯拉線圈驅(qū)動電路的負(fù)載是一個初級線圈，為感性負(fù)載，其功率因數(shù)低，能量利用率較低，同時初級線圈電流瞬時值也不夠大，所以導(dǎo)致固態(tài)特斯拉線圈產(chǎn)生的閃電壯觀程度不及同等級的火花隙特斯拉線圈。為此，有愛好者提出了雙諧振固態(tài)特斯拉線圈（DRSSTC）的模型，以彌補普通固態(tài)特斯拉線圈的不足。雙諧振固態(tài)特斯拉線圈是在普通特斯拉線圈的基礎(chǔ)上，在初級線圈上串入電容組，并讓驅(qū)動電路輸出頻率=初級LC固有頻率=次級LC固有頻率，這樣做的好處是：1.初級部分處于諧振狀態(tài)，其負(fù)載特性為純阻性，功率因數(shù)高，能量利用率也就提高了;2.由于初級部分是諧振的，導(dǎo)致初級電流上升較快，瞬間電流較大，從而使得產(chǎn)生的閃電比較壯觀。因此，雙諧振固態(tài)特斯拉線圈更受到廣大愛好者的歡迎！總結(jié)：DRSSTC和SSTC差不多只不過是多了諧振電容，SSTC的初級線圈只是起耦合的作用不會起產(chǎn)生震蕩的作用，而SSTC的初級也是一個LC震蕩回路。因此DRSSTC我們可以看做是SGTC的一種升級，取消了變壓器和打火器。但是性能卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于SGTC。固態(tài)特斯拉線圈的結(jié)構(gòu)固態(tài)特斯拉線圈由三個部分組成：功率電路驅(qū)動電路滅弧電路功率電路：紅色表示高壓藍(lán)色低壓黃色為中間壓。通電時，由于開關(guān)管關(guān)閉沒有其他地方能讓電流通過，因此電流就只有給兩個橋臂電容充電當(dāng)開關(guān)管打開，大量的正電荷流向電容的負(fù)極，在電流的流動中經(jīng)過了初級線圈。當(dāng)另外一個開關(guān)管打開時電流從相反的方向流過，因此平滑的直流電就變成了高頻振蕩的交流電。這種有兩個開關(guān)管的我們叫它半橋，它的特點是只要兩個開關(guān)管省錢，由于在充電時有兩個電容串聯(lián)，因此放電的電壓只有輸入電壓的一半。由于半橋的電壓小于是就有人提出了全橋，像這種用了四個開關(guān)管的叫全橋，它的功率管是成對角線打開通過對角線的兩個功率管同時開關(guān)，實現(xiàn)震蕩，中間的接線處是通往初級線圈的。由于不用給橋臂電容充電由此放電的電壓是半橋的兩倍，為輸入電壓。由于電壓高可以擁有更強大的功率，因此大功率的特斯拉線圈都會使用全橋。D3-6是瞬態(tài)二極管是用來防止突然來的高壓擊穿開關(guān)管。C3是吸收電容，由于線路間是存在分布電感的，在高頻開關(guān)狀態(tài)下，容易產(chǎn)生寄生振蕩和尖峰電壓，從而導(dǎo)致開關(guān)管損壞，這個電容是起到一個緩沖作用因此必須要加。這個圖有一個問題就是需要在開關(guān)管的觸發(fā)極和低壓線上并聯(lián)30V左右的穩(wěn)壓二極管，防止驅(qū)動信號電壓過高擊穿開關(guān)管。以上的輸入電源必須是直流電也就是經(jīng)過整流橋的市電！為了產(chǎn)生振蕩的電流我們必須要準(zhǔn)確地控制開關(guān)，在幾百KHZ的頻率下人去控制肯定是不行的這時就要交給我們的大哥大，也就是“整個TC的心臟”驅(qū)動電路了（如果這一節(jié)沒有看懂也沒有關(guān)系，只要記住是發(fā)出信號控制開關(guān)管就行）壇子里很多人都很熱衷于STEVE的Dr驅(qū)動電路，但是仔細(xì)的想想，他這個電路的缺陷還真的是不老少。我們先對其進行分析，一遍指出其優(yōu)略。好的！轟隆??！電路開始上電運行了！電路靠橋式電路中電容充電電流啟動【全橋中的吸收電容，此圖中是儲能橋臂電容c11，c12】充電電流到達主槽路使主電容c4于初級線圈L1產(chǎn)生震蕩，同時這個充電脈沖被電流變壓器T1探測到。T1的箍數(shù)取決于電橋中設(shè)計通過的電流，我們的目的是將電流通過變壓器縮小到適合驅(qū)動CMOS元件的大小。你可能會想如果箍數(shù)是1:200的話，電壓豈不是會很高？不要擔(dān)心，我們有偉大的穩(wěn)壓管d19&d20~穩(wěn)壓管的特性是有一定的反向擊穿電壓，在這里我們選擇用反向擊穿電壓5.1v（CMOS電平的）的穩(wěn)壓管。當(dāng)T1上部為正半周時，會有一個上千伏的電壓，此時穩(wěn)壓管擊穿近似接地，當(dāng)把電壓放到5.1v時穩(wěn)壓管截止，由于穩(wěn)壓管恢復(fù)時間慢，我們反串一只快恢復(fù)或者肖特基來代替穩(wěn)壓管成正向?qū)ǚ聪蚪刂沟倪^程，負(fù)半周同理由此以來我們便得到了一個±5.1V的電流反饋信號?！疽娛疽鈭D，方波是怎樣煉成的】當(dāng)正弦波高度很大的時候，在Y=0值左右的斜度非常的高，甚至小于邏輯器件的信號邊沿。恩，繼續(xù)來，R2是限流電位器，依個人情況調(diào)試~c1耦合不解釋，4148削掉大于電源電壓的尖峰后進入u1整形，由于hc14是反相施密特觸發(fā)器，所以要想得到同相的信號還要將信號再次反向得到最終輸出?！拘盘柗答伈糠值酱藶橹埂渴虑樽龅浆F(xiàn)在，按理說就已經(jīng)可以用現(xiàn)在得到的反饋信號來驅(qū)動橋了。滅弧控制器講解：滅弧控制器用于產(chǎn)生滅弧信號，控制DRSSTC的工作參數(shù)。答：固態(tài)特斯拉線圈的滅弧是模仿火花隙特斯拉線圈的工作，即間歇工作。因為火花隙特斯拉線圈是打火才諧振放電，其放電并不是連續(xù)的。固態(tài)特斯拉線圈的滅弧也是起到讓電路間歇工作的作用。其目的主要有兩個：1.增加弧長：實驗證明，連續(xù)模式（CW）的固態(tài)特斯拉線圈由于功率要是在沒有時間限制情況發(fā)揮出來弧并不長，且呈簇狀。用滅弧時首次開啟放電電離部分空氣。然后關(guān)斷前一次被電離的空氣還沒散去時再開啟。又于上次被電離的空氣更易導(dǎo)電。固電流順原有點弧軌道到上次的末端放電。以此類推。點弧可在n個周期以后增長的非常長。。但是由于周期很短人察覺不到?？此齐娀∫幌伦泳捅l(fā)的很長2.防止電流過大：因為DRSSTC的初級是諧振的，電流會上升到很大，所以需要在電流振升到一定程度就切斷電路，以保護開關(guān)管?，F(xiàn)在原理基本上懂了就可以講解如何制作了選材：次級線圈的骨架：建議用PVC管制作，這個東西在生活中容易得到，可以從當(dāng)?shù)氐慕ú氖袌鲑I到。還需要合適的PVC管接頭（方便次級和對地電容的固定）漆包線（繞制次級線圈）：這個根據(jù)設(shè)計去買，可從當(dāng)?shù)氐碾娮邮袌鋈ベI，就是修電機用的那種。他們是按照公斤買的，如果遇到了按照“米”賣的，就別買了，那是宰人呢~~一般70-80元一公斤，按米來賣“宰人”的商家一般是0.5-1元一米。（小于1MM）我曾經(jīng)計算過假如100元一公斤看完后就知道商家宰人多厲害了吧。絕緣漆：保護次級線圈不被擊穿對地電容：（次級線圈上面的那個頂端）：可以用鋁制通風(fēng)管去做，普通的五金店都有初級線圈：建議用銅管制作，在當(dāng)?shù)刭u制冷設(shè)備的地方就有（高頻電流有趨膚效應(yīng)）。如果實在是沒錢只有用便宜的鋁管，不過效果不好，當(dāng)然不支持。初級線圈骨架：用亞克力板制作，塑料菜板，或者用PPR管制作，不過在加工的時候，比較麻煩。諧振電容器：（后面單獨講）電路板：可以自己照著圖制作，但是建議到科創(chuàng)論壇買專門的套件（價格不高，基本上在50-100元一張驅(qū)動，性能很好，美觀度高，體積小，），畢竟自己去印板子費用很高，印制電路板打樣的費用80-150元一張，有時買套件的費用會比用洞洞板的還低，畢竟焊錫的價格很高。磁環(huán)：用于繞制互感器用氧鐵體的根據(jù)功率的大小選擇，一般價格2-5元一個（大小不同價格有差異）。電線：（這等于說廢話，不過也害怕有的朋友把這個最重要的忘記了）整流橋堆和濾波電容：交流電轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的直流電作為電源。變壓器：和SGTC的主變壓器不同，這里的變壓器是小功率的低壓變壓器，是給驅(qū)動電路板供電，電壓根據(jù)驅(qū)動電路板的設(shè)計來定。（如果有條件還建議買一臺調(diào)壓器給功率電路供電，畢竟在調(diào)試時如果用220V的高壓很容易損壞開關(guān)管，就需要降低低壓來減小總功率。）其他材料：木板，亞克力板，有機玻璃，以及其他的材料（根據(jù)你的構(gòu)思決定，這些東西是用來固定裝置部件用的）。所需工具：手鉗子，螺絲刀，鋼鋸，鉆頭（建議買電動工具，畢竟要方便很多，當(dāng)你在制作的時候就會體會到電動工具的好處了），，等等~（有條件的朋友，最好買個示波器，，信號發(fā)生器，用于測出諧振頻率和電路的調(diào)試，經(jīng)濟稍差點的朋友可以買電容電感表，測量初級，次級的電感量，電容量）設(shè)計&制作：文中涉及到的參數(shù)均為與圖片匹配的參考數(shù)據(jù)，不要仿制！設(shè)計次級線圈：先在自己的大腦里大概想象一下，打算做的特斯拉線圈次級體積多大（次級的直徑和高度，PVC管常見直徑有5厘米，7.5厘米，10厘米，15厘米，20厘米，25厘米，31厘米的幾種規(guī)格），選用漆包線規(guī)格0.23mm，0.31mm，0.41mm，0.51mm（漆包線規(guī)很挺多，在這里就不一一列舉了），一般次級線圈在1500~1800匝左右。現(xiàn)在開始設(shè)計進入/tool/tc/用這個算出次級線圈的一些數(shù)據(jù)，上圖算出的是一個電感量為59.055118mH（毫亨）的次級線圈，漆包線覆蓋部分的長度330毫米，也就是33厘米，次級線圈骨架最好取40厘米左右。至此，次級線圈設(shè)計完畢。注：電感單位換算：1H=1000mH=1000000μH1mH=1000μH次級線圈的繞制：制作次級的時候，第一匝決定整個次級繞線的質(zhì)量，不要繞偏。用木板或有機玻璃制作兩個圓盤用來穿在圓筒（如PVC管）兩邊，再在圓盤中間打眼，穿入中心軸，架到線架子里面就可以繞線了（可以把鋼筋穿進去，然后兩邊架上凳子）?？梢杂檬謥硇D(zhuǎn)，也可以用電機帶動。固定圓筒兩端的圓盤，要堅固（有時候，可以用光盤代替;把板材加工成圓的，挺費力的，可以用其他的形狀，在賣漆包線的地方還有專門的固定工具，那個效果最好，其實只要能達到目的就行）如果不做支架，用手繞也可以的，只不過速度要慢許多。繞線的時候，不要將漆包線漆皮劃破，也不要有匝和匝重疊上，如果不能一次性的繞完次級線圈，要將漆包線用膠帶粘住，以免脫匝。繞制完成后，浸入環(huán)氧樹脂，進行絕緣。（環(huán)氧樹脂較貴，可以用電機用的絕緣漆，那個便宜，10-20元可以買來一罐）如果線圈繞得不好會出現(xiàn)空隙。這時用手從把線推在一起。推完后會發(fā)現(xiàn)空出的地方還挺多的，這時可以繼續(xù)繞線，直到繞滿為止。整個次級線圈就會變得很緊密了。幾乎不會有空隙。次級的固定：將大轉(zhuǎn)小的管件置于大小合適的木板上（將來作為底座用），用螺絲固定，然后就可以把次級坐到上面去了，挺牢固的。設(shè)計頂端（對地等效電容）：常用的頂端可分為環(huán)形頂端，球形頂端，可根據(jù)需要或個人喜好自行選擇。計算球形電容器，只需要輸入球體的半徑即可。注：電容器容量單位換算：1F=1000mF=1000000μF1μF=1000nF=1000000pF1nF=1000pF（有條件的朋友可以用電容表測量頂端的電容量，將頂端用絕緣物體支起了，然后將電容表打到pF檔位，電容表的黑表筆接地，紅表筆接到頂端上，等到電容表的數(shù)字穩(wěn)定了，讀出，記錄下來即可）特別說明：接地并不是把電線放在地上而是要深入地下（像暖氣片就是埋在地下的）。這時頂端和大地分別是兩個集電極，如果不接地就不會產(chǎn)生電容，當(dāng)然無法諧振。不接地?zé)o論怎么調(diào)都不會出?。ㄓ行〉哪鞘腔ジ挟a(chǎn)生的，這時是一個沒有鐵芯的普通變壓器）。上圖就是不接地的效果，電弧根本無法與諧振的相比。頂端制作：球形頂端，無需制作，能買到成品的不銹鋼球。買到鋁制通風(fēng)管，鋁箔膠帶（一般買鋁制通風(fēng)管的地方就有，買制冷設(shè)備的地方也有）將鋁制通風(fēng)管做成環(huán)狀，接頭用鋁箔膠帶粘上即可。中間可以用任意方法進行固定。用現(xiàn)成的金屬盤固定（這種金屬盤不太好找，并且價格貴）用塑料飯盒進行固定（價格低，材料好找）如果這些材料不好找可以用鐵絲做支架頂端固定：用PVC管箍固定次級兩端（用PVC膠粘住），找堵頭或者是大變小的管件，將次級頂端蓋?。ㄟ@個不要固定死）。找到蓋子的圓心，打眼，把絕緣子上進去（兩頭帶螺絲呢那種）。做成這樣，然后把頂端安裝上去，別忘了把次級的線也要接到頂端上的。計算次級諧振頻率：上面已經(jīng)算好了次級線圈的電感量和對地等效電容的電容量了，現(xiàn)在就開始計算電LC振蕩電路的諧振頻率次級電感量：59.055118mH對地等效電容容量：0.000013052μF計算得知，這個次級諧振頻率為181.281KHz（千赫茲）。好了，次級LC振蕩頻率算好了，就開始設(shè)計初級線圈。初級線圈可以用平板線圈也可以用螺線管線圈，螺線管線圈的耦合系數(shù)高，有時會造成初級線圈和次級線圈之間放電打火，建議使用平板線圈，平板線圈耦合率低，一般不發(fā)生初級和次級線圈的打火現(xiàn)象?，F(xiàn)在就開始設(shè)計，市面上容易買到的銅管規(guī)格有（銅管直徑），（建議不要模仿獵鷹的鋁管，畢竟他是省錢派的）6mm，8mm，9mm，1cm，等等，根據(jù)以上計算的次級線圈，選用6mm的，在設(shè)計的時候，把電感的余量留的大些，之后調(diào)諧的余地大些。如果覺得自己彎的效果太差可以花錢到外面找人用彎管機，不過前提是你的腰包要夠。平面線圈銅管如下圖（要盡可能選擇外表光滑無銹無傷的）：銅管盤成如下圖：這樣盤成的主線圈可以適用于6英寸到8英寸的次級線圈。初級線圈支架用5毫米厚的軟塑料板（非脆性塑料）做，例如塑料刀板。將其按等距離打眼，大小要依銅管直徑而定，如圖：底座選用普通中密度板就可以了，這個底座還有用，將來底下要放其它東西。也盡可能加工好。接下來把銅管和塑料支架穿起來如圖：內(nèi)圈接頭部分，將中密度底版在相應(yīng)地方開孔引出一個接頭如圖：從上看：再找一截銅管做為接地保險，注意，不可閉合！如圖安裝：找個保險絲座，做成滑動接頭，調(diào)試時非常好用，如下圖：上圖所計算的初級線圈24.154μH=0.024154mH，需要用8.249米的銅管，匝數(shù)13匝，銅管的直徑6mm，間距8mm，線圈的內(nèi)徑20cm，在實際制作的時候，建議用15~16匝制作，留余地呢，這樣調(diào)試的時候好弄些，因為計算的結(jié)果永遠(yuǎn)都是理想狀態(tài)下的，給設(shè)計的線圈匹配電容陣列的時候，往往從市面上找不到百分百合適的，這時候，就需要調(diào)整電感了，所以要留余量。電容陣列設(shè)計：現(xiàn)在設(shè)計電容陣列，已知了諧振頻率，就開始計算電容陣列的容量諧振頻率181.281KHz計算可以得知，保證初級諧振頻率在181.281KHz的時候，電容陣列需要0.0319133μF，但是組這樣一個非常合適的電容陣列。做TC用的好電容其實很多，首推的當(dāng)然是美國CDE電容：但好歸好，價高也是問題，新的一個得十幾元，做個主電容要好多個嘞，一般小城鎮(zhèn)還難以買到（網(wǎng)購嘛……但…%#$￥%#…）。難道一些常見電容就派不上用場？也許大多數(shù)普通無極電容難于單獨勝任主電容角色，不過扎堆上陣后還是有其力斷金效果，理論上只要串并數(shù)量夠，每種電容都可以做TC，那么該用多少的量才夠呢？先看個模型，實際電容里面既有電感成分也有電阻成分圖中，黃色區(qū)域表示電容體，內(nèi)部的ESR，是EquivalentSeriesResistance三個單詞的縮寫，翻譯過來就是“等效串聯(lián)電阻”;ESL，不用說，肯定就是“等效串聯(lián)電感”，平常說的無感電容，就是這個ESL極小的電容，是做TC的首選電容;EPR，等效并聯(lián)電阻，這個對TC影響不大，暫且不討論它;電容損壞的主要原因，無非兩個：過壓擊穿;過熱（電流）熔斷1過壓擊穿;看到諸多童鞋對電容的損壞都判定為過壓擊穿，我覺得這個可能性較小，因為多數(shù)無極電容實際耐壓都在標(biāo)稱耐壓的1.5倍，2倍甚至3，4倍以上，而大家設(shè)計時一般都會低于標(biāo)稱耐壓，就算誤超了，也只是一點點;2：過熱（過電流）熔斷;在標(biāo)稱耐壓下工作的無極電容的發(fā)熱主要由ESR造成，TC的震蕩主回路的電流動輒上百安，甚至幾千安，ESR影響可想而知，大量實驗表明，在TC上折戟的電容多數(shù)是因選型與設(shè)計不合理，最終將導(dǎo)致過熱而損壞，主要表現(xiàn)為引腳端爆裂烏黑。以下是生活中常見的幾類電容：1.高壓瓷片電容：2.普通有機薄膜電容CBB81：CBB223.突波吸收/電磁爐諧振線圈上用的有機薄膜電容：MKPH型在很多的電磁爐中，都會出現(xiàn)（5UF，0.27UF，2UF）5u是電源慮波電容，220V交流電經(jīng)過橋堆整流后，由5u電容慮波獲得300伏電壓，提供給門管的C極。如果電磁爐低壓是開關(guān)電源，該300伏電壓還要提供給開關(guān)電源。0.27u是電磁爐諧震電容，并聯(lián)在線盤兩端。該電容耐壓教高1200伏，一般采用優(yōu)質(zhì)的MKP電容。2u是抗電源干擾電容，并聯(lián)在220伏交流電源上，防止電源干擾脈沖串入電磁爐。以上電容損壞后，容易燒IGBT管，和電磁爐不加熱。作用：1.抗干擾電容。該電容的作用是防止電磁爐工作時產(chǎn)生的高頻干擾串入市電電網(wǎng)，影響其它電器。該電容一般為2uf，是跨接在市電220V之間的，最大耐壓275V。2：濾波電容，該電容的作用是把整流后的脈動直流電變成平滑的直流電壓。它是直接接在全橋整流之后，一般4uf--5uf。3：諧振電容，它的作用是與并聯(lián)的加熱線圈諧振產(chǎn)生高頻的交變電流，通常為0.3---0.4uf，最大耐壓一般在實物上有標(biāo)明。由此看來，電磁爐上的這三類耐壓和容量的電容里，最合適的應(yīng)該是耐壓800V以上，容量0.xxμF的那個，其他的兩個275V~的我見標(biāo)的有X2，X2是安規(guī)電容，看起來應(yīng)該是容量比較大的防EMI安規(guī)電容，看情況不太能承受過大的功率。STD（加拿大EACO的，中國有廠，洋玩意兒都有點貴）4.超高壓（靜電）薄膜電容：這種是靜電電容，電極都是從卷膜兩頭引，與普通薄膜層層引鍍相比，ESR，ESL何止大出10倍，拿來玩玩馬克思也就算了，它光亮硬朗的外表的確容易米糊人，下圖的還帶螺栓呢，只可惜其主要目的不是用來過電流，僅僅做為兩個電容連接之用，引到螺栓上的電極薄如紙。..。..5.油浸電容微波爐電容這種電容價格低容量大，很多人想用它做主電容，但是你看它的工作頻率50/60Hz，這種電容在高頻震蕩的情況下會發(fā)熱，然而由于密封太好和堅固的外殼，導(dǎo)致長時間工作時有可能爆炸，產(chǎn)生巨大的傷害。幾類電容的大致性能在表中紅色字體部分基本得到體現(xiàn)，該如何使用這些數(shù)據(jù)呢？很簡單，比如你想使用一些104/1600VCBB81的電容，那么你就把它當(dāng)做104/400V（1600*25%）的電容來用就好。注意：以上參考值是在前面設(shè)定的測試脈沖強度下得到的，大家設(shè)計時要根據(jù)自己TC實際參數(shù)做適當(dāng)調(diào)整，基本上耐壓百分比與（你設(shè)計的頻率^2*脈寬*脈頻）/（測試的頻率^2*脈寬*脈頻）成正比，比如設(shè)計頻率是200K，那耐壓百分比則要減為1/4，若設(shè)計脈寬是100us，那耐壓百分比可提倍（《100%）。因此電磁爐的諧振電容最合適DRSSTC的電容耐壓一般取輸入電壓的10-20倍。DRSSTC的主電容可以不加電阻。如果加了電阻一般都要兆歐的。驅(qū)動板有兩種選擇一種是用套件組裝，另一種就是自己用洞洞板焊接。當(dāng)然還有其它的辦法制作驅(qū)動，比如蝕刻，但是難度都比較高，推薦辦法買套件。畢竟套件的價格不高，做起來很方便，質(zhì)量也高于洞洞板。（現(xiàn)在焊錫的價格很高如果用洞洞板有時浪費的焊錫，會是一個不小的數(shù)字）電路圖倒是有很多主要的就是SteveWard的下圖分別為DR-1和DR-4但是UCC不好買而且價格高假貨多，因此建議用TC4423TC4421……。.來代替。對于DR-1問題較多比如，為了獲得不同的電壓需要用到穩(wěn)壓塊等等……有許多要改進的地方，因此推薦使用DR-4對于這四個MOSry7740kptv就采用了FDD8424來代替，這樣就能大大地減小整個驅(qū)動板的體積磁環(huán)互感器1.信號互感器和過流保護互感器的繞制：一般采用1:33:33的繞制方法，即用兩個磁環(huán)，初級為全橋輸出導(dǎo)線穿過第一個磁環(huán)一匝，次級用細(xì)導(dǎo)線在第一個磁環(huán)上繞33匝引出，然后在第二個磁環(huán)上穿過一匝后短接，再用一根細(xì)導(dǎo)線在第二個磁環(huán)上繞33匝引出即可。磁環(huán)用鐵氧體材質(zhì)的。2.GDT的繞制：一般為1:1、16匝繞制，根據(jù)磁環(huán)大小可以選擇只用一個磁環(huán)、用兩個磁環(huán)或四個磁環(huán)。根據(jù)開關(guān)管功率選擇磁環(huán)大小，25mm直徑磁環(huán)適合下圖的開關(guān)管。繞制的圖紙這里有三組繞線適合半橋，全橋用5組。如果驅(qū)動力較大但是磁環(huán)太小就會出現(xiàn)磁飽和，影響工作。這時就需要用更大的磁環(huán)，但是大的磁環(huán)比較貴，所以用幾個小的磁環(huán)接在一起是挺好的。繞線時可以使用這種線，一排有多種顏色。功率電路是整個TC的功率輸出部分，他的性能將直接影響到TC的輸出功率。在特斯拉線圈運行時電氣環(huán)境相當(dāng)惡劣，功率管相當(dāng)脆弱。其中管子的一種死法叫做三腳全通，往往12v的電源就可以損壞200v耐壓的管子。這是為什么呢……萬惡的漏感尖峰??！各種變壓器都會有不同程度的漏感，能量沒能成功傳輸出去，便又返回來加載了自己身上【就是電感的特性：保持電流不變，當(dāng)開關(guān)關(guān)閉是時電流突變，為了保證電流不能突變因此會在瞬間提升電壓?！克?，在橋式電路里要盡量縮短連接線的長度以減少線路中漏下的電感。如果是自制一定要使用粗銅線或者銅排對開關(guān)管進行連接，這樣可以保證連接線能承受足夠大的電流。尤其特斯拉線圈這種東西，漏感尖峰是非常高的，這時候我們就要用到一種特殊的穩(wěn)壓二極管：TVS瞬態(tài)抑制二極管（D3，4，5，6）！這種管子可以再制定電壓下反向擊穿點到方向，允許瞬間很大的電流通過，一般的TVS二極管瞬間功率都可以達到1KW【各種不一樣，P6ke的就是600W..1.5ke的就是1500W】，這個圖有一個問題就是需要在開關(guān)管的觸發(fā)極和低壓線上并聯(lián)30V左右的穩(wěn)壓二極管，防止驅(qū)動信號電壓過高擊穿開關(guān)管。以上所有的穩(wěn)壓管的電壓都必須低于管子能承受的最高電壓，瞬態(tài)二極管要稍微高于輸入電源電壓，GDT的輸出信號的穩(wěn)壓二極管要比控制極最高電壓低（如20V的就有18V的穩(wěn)壓）。C3是吸收電容，由于線路間是存在分布電感的，在高頻開關(guān)狀態(tài)下，容易產(chǎn)生寄生振蕩和尖峰電壓，從而導(dǎo)致開關(guān)管損壞，這個電容是起到一個緩沖作用因此必須要加。吸收電容需要使用高Dv/dt的電容器，如941C等。如沒有，可選購正品豐明（BM）電磁爐5uFMKP電容。半橋的同理，不用解釋。因此如果有專用的PCB板就會簡單很多（科創(chuàng)論壇有銷售套件因為配件不同價格20-60元）滅弧：滅弧電路基本上就是一個脈沖信號發(fā)生器，用來控制裝置的放電不光是DRSSTC，SSTC也是要用到滅弧的。滅弧要分普通滅弧和音樂滅弧，普通滅弧的信號是固定的，而音樂滅弧的信號是隨著音頻信號的改變而改變音樂滅?。阂魳沸枰厥庵谱鞯姆讲ㄒ魳?，不然容易損壞開關(guān)管。這個圖需要修改：只用一個三極管放大就夠了，用9018就行。R17是調(diào)節(jié)占空比的。普通滅?。浩渲械膬蓚€二極管可以使用5819等速度快的二極管。接下來就是最后的組裝了1.連接好所有電路，確保線路連接無誤;2.固定好所有部件，關(guān)閉所有開關(guān)，連接接地線和供電線;3.打開驅(qū)動板電源，此時應(yīng)只有綠色電源燈點亮;4.調(diào)整驅(qū)動板上的R電位器，調(diào)整過流保護閥值。方法為：測量LM3113腳電壓，假設(shè)閥值定為220A，過流保護互感器是按照1:33:33繞制，則調(diào)整RP1使3腳電壓=220/（33*33）*10≈2V。5.打開滅弧控制器，此時驅(qū)動板上黃色滅弧信號指示燈閃動。如需要音樂滅弧，則先將音源接至滅弧控制器，打開音源，調(diào)節(jié)音源音量，直到滅弧信號指示燈隨音樂頻率閃動;6.將滅弧控制器的ontime和bps調(diào)至最小，關(guān)閉滅弧控制器;7.接通全橋電源，打開滅弧控制器，此時會有電弧從放電端噴出;8.關(guān)閉滅弧控制器，切斷全橋電源，調(diào)整初級諧振頻率，使其放電效果最佳（需要反復(fù)的開關(guān)DRSSTC，千萬不要在DRSSTC工作時去調(diào)節(jié)?。?9.諧振調(diào)節(jié)好后，慢慢加大ontime，直到紅色過流保護指示燈點亮，此時略微減小ontime，使紅燈熄滅，然后調(diào)節(jié)bps到適當(dāng)位置（根據(jù)自己需要），此時DRSSTC進入正常工作狀態(tài)，調(diào)試完畢！10.整個調(diào)試過程中一定要遵循斷電后操作，禁止帶電調(diào)節(jié)任何部件！DRSSTC開機順序為驅(qū)動=》全橋=》滅弧，關(guān)機順序相反。總結(jié)：最后你會發(fā)現(xiàn)固態(tài)特斯拉線圈其實也不算很難，只是在SGTC上加入了更多的電子技術(shù)使性能更好。在調(diào)試時最好有調(diào)壓器因為直接使用市電容易造成功率過大損壞開關(guān)管，如果有示波器那么對故障的排除就會方便許多。對于DRSSTC來說，L1*C1=L2*C2并不是最佳工作狀態(tài)！實際初級諧振頻率應(yīng)該低于次級諧振頻率一點，至于低多少，可試驗得到結(jié)果。對于剛開始制作的人來說1KW以下的比較合適，因為造價不高。小型的成功后就可以嘗試強大的大功率了。這時已經(jīng)不能使用IGBT管來了需要用模塊（俗稱磚）由于磚的功率很大因此驅(qū)動磚就需要較大的電壓和電流這時普通的驅(qū)動已經(jīng)沒有那里驅(qū)動強大的磚了，這時就要用到IGBT驅(qū)動。左上為電源：24V左右左下是輸入信號，右邊就是輸出信號了。UCC可以用TC4421代替。對于大磚就需要雄厚的資金了，當(dāng)然該舍得的地方必須要舍得花錢，不然出問題了會花更多錢，那時候后悔也晚了。（以下圖片來源：feng724）先找到固定IGBT的螺絲的位置，然后打孔。固定IGBT大磚用同樣的辦法固定二極管和電阻（如果二極管和電阻不是磚型不用這個辦法）使用銅排連接電路。在背面加上散熱片。對于零基礎(chǔ)的人這里我對一些基本的電子元件的使用方法做出講解。開關(guān)管：場效應(yīng)管（MOS）：具有輸入電阻高（108～109Ω）、噪聲小、功耗低、動態(tài)范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點。但是不適合在高電壓下工作。絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）：是由三極管和場效應(yīng)管組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件，兼有場效應(yīng)管的高輸入阻抗和三極管的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。三極管飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較大;場效應(yīng)管驅(qū)動功率很小，開關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點，驅(qū)動功率小而飽和壓降低。總的來說就是，只需要小的功率就能驅(qū)動較大的功率，而且內(nèi)阻小發(fā)熱小?？煽毓瑁ňчl管）：是靠電壓控制，優(yōu)點價格低，電流大。缺點一旦打開就不能關(guān)閉，直到?jīng)]有電流通過。因此是制作電磁炮的首選。三極管：靠電流的大小進行控制。使用方法：使用方法：三極管是2.控制電流。1.負(fù)極3.接正極如果是IGBTMOS等1.控制2.正極3.負(fù)極二極管整流二極管：將交流電轉(zhuǎn)化為直流電（只允許電流一個方向流動由于恢復(fù)速度不同，還分為快恢復(fù)、超快恢復(fù)、肖特基。開關(guān)二極管：利用單方向性起開關(guān)作用穩(wěn)壓二極管：當(dāng)電壓過高時會擊穿，這時就相當(dāng)于短路，起到降其它元件。用法是并聯(lián)在