CW Tesla Trafo
Liefert ausreichend Energie für eine Neonlampe !
Dies
ist ein CW (Continious Wave; d.h. nicht gepulst, durchgehend laufend) Teslatrafo.
Er erzeugt ca. 1 kV bei einer Frequenz von 750 kHz. Vermutete maximale Leistung
>10 Watt. Er besteht aus einem Teslatrafo mit 500 Windungen (baugleich mit
dem Mini Teslatrafo). Die Primärspule hat 20 Windungen.
Zusätzlich wird noch eine Rückkopplungsspule mit 15 Windungen benötigt.
Rechts ist der Leistungstransistor und die Zusatzschaltung zu sehen. Anders
als bei anderen Schaltungen ist der Oszillator nicht auf eine feste Frequenz
abgestimmt ! Die Frequenz wird von der Sekundärspule bestimmt. Ohne diese
beginnt die Schaltung nicht zu schwingen. Durch diesen Aufbau schwingt die Schaltung
immer auf der Resonanzfrequenz der Sekundärspule, selbst wenn diese durch
eine Last (z.B. Neonlampe) verstimmt wird.
Hier
leuchtet eine Neonlampe ohne Kontakt. Die Neonlampe zündet in 5 cm Abstand
von der Spitze und leuchtet noch in 20 cm Entfernung. Bei dieser Entfernug sieht
man laufende Ringe in der Lampe. Ich vermute, dass es sich hierbei um Laufzeiterscheinungen
handelt.
Im
Hintergrund kann man hier das Netzteil erkennen (rechts oben). Es stammt aus
einem Epson Laser Drucker und liefert 5Volt, 12 Volt, -12Volt, 24 Volt. Davon
verwende ich die 5 Volt (ein paar mA) für die Basisvorspannung und die
24 Volt (1 - 2 A) für den Teslatrafo.
Der Kühlkörper erwärmt sich nicht, d.h. die Schaltung hat einen
recht hohen Wirkungsgrad. Ich habe nur aus einem Grund einen so großen
gewählt: Wenn sich der Transistor erwärmt (>30°C), dann sinkt
der Wirkungsgrad und der Transistor erwärmt sich stärker, usw. Wenn
der Vorgang einmal angefangen hat wird der Transistor sehr heiß. Wenn
er kalt ist bleibt er kalt.
Der
100 Ohm und der 15 Ohm Widerstand teilen die Spannung auf 650 mV herunter, damit
der Transistor zu leiten beginnt. Es fließt ein Strom durch die Spule
und dadurch bauen sich die Schwingungen auf, die in der 2. Spule zurückgeführt
werden und die Schwingungen aufrecht erhalten.
R4 und C1 könnte man auch kurzschließen, aber dadurch veringert sich
der Wirkungsgrad. Wenn R4 kleiner wird, fließt mehr Strom durch den Transistor
der sich dann stärker erwärmt. Wird R4 größer, steigt zwar
der Wirkungsgrad, aber dann startet der Oszilator nicht, bzw. die Schwingungen
reißen bei zu starker Belastung eher ab. Der Oszillator würde ohne
R4 funktionieren, wenn man die Schwingungen per Taster (in Serie zu R4) startet.
Über C1 wird die Gleichspannung unterdrückt und der Oszillator stellt
selbstständig seinen Arbeitspunkt ein.
R1 verhindert einen zu hohen Strom durch T1 und verhindert somit, dass der Transistor
in die Sättigung kommt.
Auf
diesem Bild sieht man, dass es kein echter CW Teslatrafo ist. Die Schwingungen
sind nicht durchgängig, sondern unterbrochen. Die Funktionsweise ist ganz
einfach zu verstehen:
Der Transistor leitet und ein Magnetfeld baut sich in der Spule auf. Dadurch
ensteht in der Rückkoplungsspule eine Spannung, die den Kondensator C1
negativ aufläd. Dadurch sperrt der Transistor. Die in der Spule gespeicherte
Energie wird nun von der Sekundärspule in Schwingungen umgewandelt und
an die Umgebung abgegeben. Wenn sich nun der Kondensator wieder über R4
entladen hat, und die Schwingungen zu ende sind, beginnt der Vorgang von neuem.
Hier
habe ich die Teslaspule mit einer Leuchtstofflampe belastet:
Die Schwingungen sind kürzer, da die Energie schneller verbraucht wird.