Поздравляю Кота с Днём Рождения, желаю тёплой батареи, свежего вискаса лосося и уютного шкафа! Ещё хочу сказать огромное спасибо всей администрации сайта за то, что поддерживаете сайт и предоставляете нам такой отличный источник качественной и интересной информации.

Предисловие

Ещё в начале этого лета я буквально заболел идеей построить трансформатор Тесла. В конце июля сделал сетевой качер, а вот на этой неделе я закончил делать SSTC(Solid State Tesla Coil  - катушка Тесла на твёрдотельных элементах). Почему именно SSTC? Потому, что для этого типа не нужно ни дефицитных и дорогих конденсаторов, ни не менее дорогих ламп. Все детали были купленны в радиолюбительском магазине в областном центре, пришлось немнгого поездить на электричках, но  постройка Трансформатора Тесла (далее - ТТ) обошлась мне всего в 800р и заняла 2 недели. Теперь обо всём по порядку.

Основные понятия (те, кто представляют, что такое ТТ - могут не читать)

Трансформатор Тесла - это устройство для получения высокого напряжения, запатентованное Н.Теслой в 1896г. Работает он по принципу резонанса - т.е. высокое напряжение на выходе достигается путём подачи на первичную обмотку импульсов в нужный момент. Подробнее об этом в своём видео рассказывает Сергей Булавинов. 

Изготовление трансформатора

В первую очередь сделаем резонатор. Для этого нам понадобится:

• Труба пластиковая канализационная диаметром 110мм;

• Провод намоточный, я использовал ПЭВТЛ 1071 диаметром 0,15мм, но лучше подойдёт ПЭТВ2 диаметром 0,18мм.

• Гофрированный воздуховод 80*1500мм, но если есть возможность — лучше взять 60 или 70мм в диаметре;

• Пистолет с термоклеем;

• Шруповёрт и сверло 1,5мм.

Для начала намотаем саму обмотку. Для этого отрезаем кусок пластиковой трубы длиной 200мм и со стороны, отрезанной на заводе — она немножко заострённая, сделаем бортик из термоклея. Он нужен для того, чтобы провод не сползал. Теперь сверлим два отверстия. Одно около бортика, другое — отступив 180мм.

В отверстие около бортика продеваем начало нашего провода, оставляем внутри трубы около 20см — это — холодный конец обмотки. Теперь начинаем наматывать провод в произвольную сторону, фиксируя каждые 5см малярным скотчем. Наматываем обмотку длиной 180мм, отрезаем, оставляя «хвост» длиной сантиметров 10 и продеваем его через верхнее отверстие. Также заливаем отверстие термоклеем. Вроде всё просто, но это самая трудоёмкая часть, на неё у меня ушло два вечера. В итоге имеем это:

Теперь изготовим тороид. Вокруг нашей трубы делаем «бублик» из воздуховода и оборачиваем стык алюминиевым скотчем.Надеваем этот «бублик» сверху на обмотку. Приклееваем. Теперь лудим маленькую площадочку на воздуховоде со внутренней стороны и припаеваем «хвост», который мы оставили. Резонатор готов. Теперь делаем первичную обмотку. Нам нужно:

• 10см кусок пластиковой трубы 160мм в диаметре или подходящий по размеру цветочный горшок;

• Шуруповёрт, сверло 5-6мм;

• Пластиковые хомуты;

• Сам провод, примерно 4 метра, я использовал одножильный «мягкий» провод 6мм.

Сверлим 4 отверстия на высоте 2см на противоположных сторонах. Теперь отмеряем от каждого отверстия ещё 4,5см вверх и сверлим ещё 4 отверстия. Также просверлим отверстие для провода заземления, который пойдёт ко вторичке. Должно получиться примерно так:

Теперь пропускаем через отверстия пластиковые хомуты, наматываем 5 витков провода и фиксируем это хомутами. Получится что-то наподобие этого:

Первичка готова, осталось лишь соединить её с резонатором. Для этого я вначале приклеил первичку к куску фанеры, пропустил через просверленное отверстие провод заземления и потом уже приклеил резонатор. Получилось вот так:

Теперь к электроннике.

Изготовление управляющей схемы

В интернете есть много вариаций управляющих схем для SSTC, но все они состоят из перывателя, генератора сигнала, драйвера, трансформатора развязки затворов по напряжению и силовой части — моста или полумоста. За основу была взята эта схема:

Но в связи с невозможностью достать драйвер MOSFET ucc37321, была изменена на такую:

Да-да, схема не моя(ну почти), но в рунете нету гайдов по постройке SSTC, по этому не надо говорить, что это копипаста. На NE555 построен генератор прямоугольных импульсов, выполняющий роль прерывателя, первые 2 элемента 74hc14 приводит сигнал к ттл уровням, а 3 — инвертирует для замены комплиментарной пары из ucc37322 и ucc37321 на пару из двух ucc37322. TR1 – GDT. Намотан на ферритовом кольце марки р3, но лучше использовать N87, 3 обмотки по 7 витков. Для этого рекомендую использовать распущенную витую пару. Вот, собственно он: К PAD1 подключаем антенну-проволоку примерно 20см, в непосредственной близости от катушки. К PAD3 был подключён плюс блока питания на 16 вольт, к PAD3 – минус его-же. К PAD4 и PAD5 подключаются провода от первичной обмотки. А вот к PAD6 и PAD7 – питающее напряжение. Так как у меня нет ЛАТРа — я питал от советского понижающего трансформатора на 50в. Ток был достигал 3 ампера, по этому я поставил не очень мощную диодную сборку AC1, но если вы будете питать от сети или через ЛАТР — поставьте диодную сборку на достаточно большой ток. Электролитический конденсатор лучше заменить более ёмким, желательно на тысячу-две микрофарад, но у меня такового не было. Если трансформатор не начнет работать — поменяйте эти провода местами. Таким образом изменится полярность первички. Разводку приложил.

Заключение

Если вам интересно — можете рассчитать резонансную частоту трансформатора во этим формулам:

Фотографии разрядов:

В следующих своих статьях расскажу о беспроводной передаче энергии с помощью ТТ, для этого нам и понадобится знать резонансную частоту. Пока что всё.

Также не забываем о технике безопасности! Я вот, всего за сутки существования этого ТТ получил 3 удара током. Будьте предельно осторожны! Хоть здесь и высокая частота, но напряжение действительно большое, да и ток может быть немалый. Ещё при первом пуске рекомендую накрыть силовую часть листом бумаги, чтобы в случае взрыва конденсатора или транзисторов вы не пострадали. Удачи в постройке, и берегите лапы!

Хочу выразить благодарнасть сайту flyback.org.ru, членам группы vk.com/hvtesla и Сергею Булавинову за его видео.