Генератор нч tesla 12xg025 схема

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 19.09.2024

Осциллограф малогабаритный школьный "ОМШ-2М" выпускался с 1987 года. Предназначен для визуального наблюдения формы и амплитуды электрических колебаний НЧ генераторов, усилителей, логических схем, при использовании ОМШ на школьных уроках физики и в кружках детского технического творчества.

Гeнepaтоp прямоугольных импульсов 250 Гц. 16 кГц (NS047). Hабoр для cборки. Генepaтоp пpeднaзнaчен для формиpoвания импульcов пpямоугольной фopмы c частотой 250 - 16000 Гц. Питaниe схемы ocущeствляется иcтoчникoм пoстояннoго нaпpяжeния 5 - 15 В при макcимальнoм тoке пoтpеблeния 50 мA. Для вaшей домaшнeй рaдио лaбоpатoрии незаменимым помощником в настройке усилителей звуковых частот и других схем может стать генератор прямоугольных импульсов. Схема генератора очень простая, поэтому собрать его вы сможете за несколько минут, а использовать на протяжении многих лет! Дополнительная информация: - частота формируемых импульсов: 250 - 16000 Гц - форма импульсов: прямоугольная - напряжение питания: 5 - 15 В - максимальный ток потребления: 50 мА - размеры печатной платы: 59х37 мм Цена за один набор - 1 тыс. руб. Генератор низкой частоты выполнен на базе таймера NЕ555 (DА2) с перестраиваемой частотой генерации в указанном диапазоне. Выходной сигнал – прямоугольной формы. Частотозадающие элементы таймера – R3, R4, R5 и С4. Перестройка частоты осуществляется потенциометром R2. На ИМС DА1 выполнен стабилизатор напряжения питания схемы генератора. Емкости С1,С2 и С3 – фильтрующие, по питанию. Уровень выходного сигнала регулируется потенциометром R6. Переключатель SW1 предназначен для включения-выключения устройства. Светодиод НL1 индуцирует работу генератора. Источник питания подключается к контактам Х1 (+) и Х2 (-). Сигнал НЧ снимается с контактов Х3 (+) и Х4 (-). Конструктивно устройство выполнено на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита с размерами 59х37 мм. Конструкция предусматривает установку платы в корпус, для этого имеются монтажные отверстия по краям платы под винты Ø3 мм.

Давно хотел собрать достойную катушку Теслы и вот, наконец, дошли руки. После сборок мелких катушек решил замахнуться на новую схему, более серьезную и сложную в настройке и работе. Перейдем от слов к делу. Полная схема выглядит так:

Работает по принципу автогенератора. Прерыватель пинает драйвер UCC27425 и начинается процесс. Драйвер подает импульс на GDT (Gate Drive Transformator – дословно: трансформатор, управляющий затворами) с GDT идут 2 вторичные обмотки включенные в противофазе. Такое включение обеспечивает попеременное открытие транзисторов. Во время открытия транзистор прокачивает ток через себя и конденсатор 4,7 мкФ. В этот момент на катушке образуется разряд, и сигнал идет по ОС в драйвер. Драйвер меняет направление тока в GDT и транзисторы меняются (который был открытым - закрывается, а второй открывается). И этот процесс повторяется до тех пор, пока идет сигнал с прерывателя.

GDT лучше всего мотать на импортном кольце - Epcos N80. Обмотки мотаются в соотношении 1:1:1 или 1:2:2. В среднем порядка 7-8 витков, при желании можно рассчитать. Рассмотрим RD цепочку в затворах силовых транзисторов. Эта цепочка обеспечивает Dead Time (мертвое время). Это время когда оба транзистора закрыты. То есть один транзистор уже закрылся, а второй еще не успел открыться. Принцип такой: через резистор транзистор плавно открывается и через диод быстро разряжается. На осциллограмме выглядит примерно так:

Если не обеспечить dead time то может получиться так, что оба транзистора будут открыты и тогда обеспечен взрыв силовой.

Идем дальше. ОС (обратная связь) выполнена в данном случае в виде ТТ (трансформатора тока). ТТ наматывается на ферритовом кольце марки Epcos N80 не менее 50 витков. Через кольцо продергивается нижний конец вторичной обмотки, который заземляется. Таким образом высокий ток со вторичной обмотки превращается в достаточный потенциал на ТТ. Далее ток с ТТ идет на конденсатор (сглаживает помехи), диоды шоттки (пропускают только один полупериод) и светодиод (выполняет роль стабилитрона и визуализирует генерацию). Чтобы была генерация необходимо также соблюдать фразировку трансформатора. Если нет генерации или очень слабая - нужно просто перевернуть ТТ.

Рассмотрим отдельно прерыватель. С прерывателем конечно я попотел. Собрал штук 5 разных. Одни пучит от ВЧ тока, другие не работают как надо. Далее расскажу про все прерыватели, которые делал. Начну пожалуй с самого первого – на TL494. Схема стандартная. Возможна независимая регулировка частоты и скважности. Схема ниже может генерировать от 0 до 800-900 Гц, если поставить вместо 1 мкФ конденсатор 4,7 мкФ. Скважность от 0 и до 50. То что нужно! Однако есть одно НО. Этот ШИМ контроллер очень чувствителен к ВЧ току и различным полям от катушки. В общем при подключении к катушке, прерыватель просто не работал, либо все по 0 либо CW режим. Экранирование частично помогло, но не решило проблему полностью.

Генератор прямоугольных импульсов - схема

Следущий прерыватель был собран на UC3843 очень часто встречается в ИИП, особенно АТХ, оттуда, собственно, его и взял. Схема тоже неплохая и не уступает TL494 по параметрам. Здесь возможна регулировка частоты от 0 до 1кГц и скважность от 0 до 100%. Меня это тоже устраивало. Но опять эти наводки с катушки все испортили. Здесь даже экранирование нисколько не помогло. Пришлось отказаться, хотя собрал добротно на плате.

Схема прерывателя на UC3843

Надумал вернуться к дубовым и надежным, но малофункциональным 555. Решил начать с burst interrupter. Суть прерывателя заключается в том, что он прерывает сам себя. Одна микросхема (U1) задает частоту, другая (2) длительность, а третья (U3) время работы первых двух. Все бы ничего, если бы не маленькая длительность импульса с U2. Этот прерыватель заточен под DRSSTC и может работать с SSTC но мне это не понравилось- разряды тоненькие, но пушистые. Далее было несколько попыток увеличить длительность, но они не увенчались успехом.

Схемы генераторов на 555

Тогда решил изменить принципиально схему и сделать независимую длительность на конденсаторе, диоде и резисторе. Возможно многие посчитают эту схему абсурдной и глупой, но это работает. Принцип такой: сигнал на драйвер идет до тех пор пока конденсатор не зарядится (с этим думаю никто не поспорит). NE555 генерирует сигнал, он идет через резистор и конденсатор, при этом если сопротивление резистора 0 Ом, то идет только через конденсатор и длительность максимальна (на сколько хватает емкости) не зависимо от скважности генератора. Резистор ограничивает время заряда, т.е. чем больше сопротивление, тем меньшей времени будет идти импульс. На драйвер идет сигнал меньшей длительностью, но тоже частоты. Разряжается конденсатор быстро через резистор (который на массу идет 1к) и диод.

Плюсы и минусы

Плюсы : независимая от частоты регулировка скважности, SSTC никогда не уйдет в CW режим, если подгорит прерыватель.

Минусы : скважность нельзя увеличивать "бесконечно много", как например на UC3843, она ограничена емкостью конденсатора и скважностью самого генератора (не может быть больше скважности генератора). Ток через конденсатор идет плавно.

На последнее не знаю как драйвер реагирует (плавную зарядку). С одной стороны драйвер также плавно может открывать транзисторы и они будут сильнее греться. С другой стороны UCC27425 - цифровая микросхема. Для нее существует только лог. 0 и лог. 1. Значит пока напряжение выше порогового - UCC работает, как только опустилось ниже минимального - не работает. В этом случае все работает в штатном режиме, и транзисторы открываются полностью.

Перейдем от теории к практике

Собирал генератор Тесла в корпус от АТХ. Конденсатор по питанию 1000 мкф 400в. Диодный мост из того же АТХ на 8А 600В. Перед мостом поставил резистор 10 Вт 4,7 Ом. Это обеспечивает плавный заряд конденсатора. Для питания драйвера поставил трансформатор 220-12В и еще стабилизатор с конденсатором 1800 мкФ.

Диодные мосты прикрутил на радиатор для удобства и для отвода тепла, хотя они почти не греются.

Прерыватель собрал почти навесом, взял кусок текстолита и канцелярским ножом вырезал дорожки.

Силовая была собрана на небольшом радиаторе с вентилятором, позже выяснилось, что этого радиатора вполне достаточно для охлаждения. Драйвер смонтировал над силовой через толстый кусок картона. Ниже фото почти собранной конструкции генератора Тесла, но находящейся на проверке, измерял температуру силовой при различных режимах (видно обычный комнатный термометр, прилепленный к силовой на термопласту).

Тороид катушки собран из гофрированной пластиковой трубы диаметром 50 мм и обклеенным алюминиевым скотчем. Сама вторичная обмотка намотана на 110 мм трубе высотой 20 см проводом 0,22 мм около 1000 витков. Первичная обмотка содержит аж 12 витков, сделал с запасом, дабы уменьшить ток через силовую часть. Делал с 6 витками в начале, результат почти одинаков, но думаю не стОит рисковать транзисторами ради пары лишних сантиметров разряда. Каркасом первички служит обычный цветочный горшок. С начала думал что не будет пробивать если вторичку обмотать скотчем, а первичку поверх скотча. Но увы, пробивало. В горшке конечно тоже пробивало, но здесь скотч помог решить проблему. В общем готовая конструкция выглядит так:

Ну и несколько фоток с разрядом

Теперь вроде бы все.

Ещё несколько советов: не пытайтесь сразу воткнуть в сеть катушку, не факт что она сразу заработает. Постоянно следите за температурой силовой, при перегреве может бабахнуть. Не мотайте слишком высокочастотные вторички, транзисторы 50b60 могут работать максимум на 150 кГц по даташиту, на самом деле немного больше. Проверяйте прерыватели, от них зависит жизнь катушки. Найдите максимальную частоту и скважность, при которой температура силовой стабильная длительное время. Слишком большой тороид может тоже вывести из строя силовую.

Видео работы SSTC

P.S. Транзисторы силовые использовал IRGP50B60PD1PBF. Файлы проекта тут. Удачи, с вами был [)еНиС!

Форум по обсуждению материала ТЕСЛА ГЕНЕРАТОР

Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры - краткий обзор и сравнение технологий.

Самодельный функциональный генератор сигналов 0,1 Гц - 100 кГц на микросхеме ICL8038.

Приводится несколько рабочих схем электромагнитных Gauss Gun. Первая часть сборника.

Теория и практика применения суперконденсаторов в различных системах беспроводной связи IoT.

Оригинальная Тесла катушка делалась на лампах, но в те времена у знаменитого Николы просто не было выбора и делай он такую вещь сейчас - точно собрал бы генератор на полупроводниках! Данный принцип построения принято называть SSTC.

Схема Теслы SSTC

Вторичная катушка составляет по длине 45 см, а диаметр используемой трубки 9 см, так что согласно расчётам частота катушки будет около 100 кГц. Первичная обмотка состоит из 12 витков медного провода 4 мм2. Провод, используемый для намотки вторичной обмотки, - ПЭЛ 0,18, намотка не такая уж сложная, если вы сначала построите моталку.

При запуске были проблемы - вначале использовался неправильный сердечник TN29/19-3E25. После замены на TN25/15/10 стало намного лучше. Заработало прекрасно причём даже не использовался осциллограф при настройке. Всего по ходу испытаний вылетело 4 пары мосфетов (на войне как на войне).

За диодным мостом выпрямителя находятся два электролитических конденсатора емкостью 220 мкФ каждый и напряжением 400 В. Полумост потребляет 1,5 - 2 А тока. Схема снабжена разделительным трансформатором, напряжение которого регулируется регулятором на тиристоре из серии BT. Контроллер потребляет 0,5 А. Здесь были использованы драйверы TC4421 и TC4422.

Основание конструкции выпилено из ДСП от дверки из какого-то шкафа. После вырезания зачистить обрезанные края наждачной бумагой, а затем покрасить белой краской.

Тор был сделан из вентиляционной трубы, которую нужно свернуть и соединить два ее конца с помощью специального клея либо просто спаять. Тор выполняет две функции:

Это электрическая емкость подключенная к катушке, то есть она уменьшает резонансную частоту устройства и, что более важно, стабилизирует эту частоту по отношению к внешним условиям, таким как влажность или присутствие проводящих объектов поблизости.
Его гладкая поверхность приводит к тому, что распределение электрического поля вокруг является более однородным, и, следовательно, разряды немного разделяются (если поверхность иная, разряды будут выходить из каждого острия поэтому тут будет только один разряд).

Правда в SSTC этот элемент часто не используется. Второй же пункт не имеет большого значения, потому что всё-равно нужно поставить некоторый штырь, который облегчит зажигание разряда, да и первый пункт также часто не важен, потому что не всегда необходимо понижать резонансную частоту, а управляющая электроника обычно настраивается на резонанс используя обратную связь, поэтому настройка вызванная внешними условиями и близостью к другим объектам также не является проблемой.

Интересное наблюдение: первичная катушка с диаметром примерно в три раза больше, чем вторичная, работала явно лучше. Трудно сказать почему, может быть оптимальное распространение электромагнитного поля? Во всяком случае меньше риска пробоя (пробои с вторичной обмотки на первичную, как правило, являются результатом плохой настройки трансформатора, а также межвитковых проблем на вторичке).

Располагать электронику лучше не рядом с катушкой, а на некотором расстоянии - лучше не размещать что-либо проводящее на оси трансформатора, потому что будут большие потери, большая индукция на электронике и некоторые нежелательные эффекты.

Форум по обсуждению материала ГЕНЕРАТОР КАТУШКА ТЕСЛА

Тестирование, схема и разборка мини паяльной станции из Китая KSGER STM32 V3.1S OLED T12.

Обзор китайского устройства для электролиза воды - фото, видео, описание работы.

В каком направлении течет ток - от плюса к минусу или наоборот? Занимательная теория сути электричества.

Что такое изолятор и чем он отличается от токопроводящего материала. Занимательная теория радиоэлектроники.

Трансформатор Тесла, также называемый и катушка Тесла — это устройство, изобретённое Николой Тесла и носящее его имя. Является резонансным трансформатором, производящим высокое напряжение высокой частоты, но в некоторых случаях и невысокой - 50 герц. В общем после удачной сборки Качера Бровина мне захотелось чего большего, и решил собрать Трансформатор Тесла гораздо мощнее - на искровом промежутке (SGTC). Прочитал пару статей, набрался теории и приступил к сборке необходимых деталей. Схема простая, думаю многие начинающие тесластроители собирают именно по ней.

СХЕМА

Итак разберем все элементы конструкции Теслы:

СБОРКА

Для начала необходимо собрать корпус для нашей теслы. Я сделал его из толстой фанеры. На первом этаже устанавливаем питание – два МОТа, от сердечника мотов нужно будет сделать заземление. Здесь же крепим фильтры от ВЧ. Теперь переходим на второй этаж: ставим двигатель с диском, крепим все электроды. Тут же будет и ММС (контурный конденсатор). Теперь все соединяем между собой по схеме. Сверху всей конструкции ставим вторичную катушку, на ней закрепляем ТОР, нижний вывод заземляем. Вокруг мотаем первичку в виде конуса, высотой 5 см, 6 витков. Припаиваем первичку к схеме. Над ней сделаем еще один виток и заземлим его (это будет так называемый страйк ринг). Он предотвращает попадание разряда в первичную обмотку.

Ну вот вроде бы и все. Пробуем запустить: включаем РСГ и подаем напряжение на МОТы. Не забывайте все заземлить! При правильном монтаже все должно заработать сразу.

Результат: 30 см стример, также при поднесении на пол метра светятся газоразрядные лампы.

ВИДЕО

Если будут вопросы по подбору деталей и намотке катушек - будем разбираться на форуме. Статью прислал Nikon.

Форум по обсуждению материала ТЕСЛА НА ИСКРОВОМ ПРОМЕЖУТКЕ

Переделываем игрушку обычный трактор в радиоуправляемый - фотографии процесса и получившийся результат.

Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры - краткий обзор и сравнение технологий.

Обзор электромагнитного пистолета из китайского набора для самостоятельной сборки.

Тестирование, схема и разборка мини паяльной станции из Китая KSGER STM32 V3.1S OLED T12.

Читайте также: