【DIY】單管特斯拉線圈

杯中的月亮 2016-05-25

展開全文

【DIY】單管特斯拉線圈

[復(fù)制鏈接]

一瞅一個準

助理工程師

發(fā)表于 2015-11-3 14:54:49　　 1100 查看 10 回復(fù) 只看該作者倒序瀏覽

最近在論壇里瞎逛。發(fā)現(xiàn)有壇友做超小的特斯拉線圈！
所以很感興趣。
無聊想起曾經(jīng)在Google圖區(qū)以Micro Tesla Coil為關(guān)鍵字找到的一張圖紙，所以在這里推薦給壇友。

這張圖紙比較獨特。與普通自激電路不同的是，它利用次級線圈反饋。
可以看到驅(qū)動部分電路僅僅由三個元件構(gòu)成，電阻R給三極管提供偏置，射極電流經(jīng)過僅為3匝的初級線圈。
特斯拉線圈次級線圈由275匝構(gòu)成，由于通過頂端電容與自然地形成回路，可以將電流反饋送回三極管的b基極端。
從而形成反饋，維持不斷形成震蕩。這個震蕩頻率由雙耦合LC回路的特性決定（LC參數(shù)、寄生參數(shù)、耦合度）。

所以應(yīng)該能夠使震蕩頻率等于特斯拉線圈的諧振頻率，從而達到高增益。在特斯拉線圈的放電尖端，輸出電弧。
所以初步分析這個電路很可能是免調(diào)試的，又一個廣大愛好者的福音！

為了讓大家調(diào)試制作更方便。分析一下大家都很關(guān)心的元件選型替代問題。
三極管-2222A

2N2222A 電流增益帶寬積(ft) 最小250MHZ 放大倍數(shù) 100-300

參數(shù) 管腳838電子		符號	2N2222	2N2222A	單位
集電極-發(fā)射極電壓		VCEO	30	40	V
集電極-基極電壓		VCBO	60	75	V
發(fā)射極-基極電壓		VEBO	5	6	V
集電極電流-連續(xù)		Ic	600		mA
器件耗散	@ TA = 25℃	PD	625		mW
操作和存儲結(jié)溫范圍		TJ,Tstg	–55 to +150		℃

可以綜合上表看出如果買不到這種型號的三極管，應(yīng)當(dāng)盡可能選擇放大倍數(shù)在100~300倍。耐壓值在75V左右的三極管。
由于耗散功率并不大，所以估測這個電路可能發(fā)熱也并不明顯。
選用例如D880、D882、TIP41、SS8050等放大倍數(shù)大，耗散較高的三極管可能會比較合適。

偏置電阻-22K
偏置電阻提供給三極管一個初始偏置電流，起到設(shè)置電路工作點的作用。
這個電阻的取值盡量精確，但是如果更換三極管，要根據(jù)三極管放大倍數(shù)的不同進行調(diào)節(jié)。
這個電阻的阻值，應(yīng)該能影響到電路的整體輸出效果，所以有條件可以進一步微調(diào)。

然而如果希望加入音樂播放功能，應(yīng)該將音頻信號耦合一個隔直電容?？梢园堰@個電路變音樂特斯拉線圈！
但是由于非線性和一些其它的原因，應(yīng)該音質(zhì)不會特別好的。

LED
這個LED的作用，并不是特別清楚。
按電路要求分析，這個LED可以知道導(dǎo)通壓降應(yīng)該在3V~3.1V左右。選用藍色草帽LED比較好。
在MHz的頻段，LED幾乎可以等效為一個電容，所以加在基極，可能是起一個電壓箝位或者抑制諧波的作用。

線圈繞制
這個TC由于非常簡單，所以需要注意的地方應(yīng)該不多。
但是由于頻率非常高，焊點盡可能飽滿一點，避免多余的功率泄露。
次級線圈和初級線圈之間的耦合盡量提高，這樣能提升傳輸效率。初級與次級線圈匝數(shù)如果要改變。
可能偏置電阻也要進行調(diào)節(jié)。

這個電路比較好玩，而且做起來簡單，我自己制作過程中的經(jīng)驗和我對這個電路的理解都分享給大家了。
我覺得如果能把這個簡單的電路功率做大，或者做理論化的計算來精確確定工作參數(shù)。就很有價值了！