Single Transistor SSTC

[Pelo L. (pelo)]

Hallo zusammen,

ich wage mich zurzeit an den Bau meiner ersten Teslaspule. Als Grundlage 
dafür nutze ich folgende Arbeit hier (siehe Bild):
https://highvoltageforum.net/index.php?topic=65.0

Nun gibt es allerdings einige Punkte, die ich noch nicht so recht 
begriffen habe und hoffe hier im Forum einige Ratschläge und Hinweise zu 
bekommen:

1. Wie genau wird das Signal "Sek. Feedback" realisiert? Ist damit 
einfach das untere Ende der Sekundärspule gemeint, das hier 
angeschlossen wird, oder wird hier noch eine zusätzliche Schaltung 
benötigt? Falls ja, wie kann so etwas aussehen?
2. Wie müssen der Kondensator "C23" und der Widerstand "R13" 
dimensioniert werden? Handelt es sich bei dem Kondensator auch um die 
Kapazität des Primärschwingkreises, oder hat er lediglich die Funktion, 
den Transistor beim Strom-Nulldurchgang zu schalten?

Vielen Dank schon einmal vorab

[Lu (oszi45)]

> an den Bau meiner ersten Teslaspule

Vor der Inbetriebnahme würde ich mich langsam herantasten und die Spule 
nur dann anschließen, wenn die restliche Schaltung sauber läuft! 
Hochspannung kennt keine Freunde.

1. OPV Grundschaltungen 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen

2. Ohne jetzt alles geprüft zu haben, behaupte ich, dass Dein R13-C23 
der Snubber ist. Je nach Frequenz können diese Werte verschieden sein. 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Snubber

[Pelo L. (pelo)]

Traumhaft, vielen Dank!
Wird in aller Ruhe durchgelesen.

[Roland D. (roland_d284)]

Moin,

Pelo L. schrieb:
> 1. Wie genau wird das Signal "Sek. Feedback" realisiert? Ist damit
> einfach das untere Ende der Sekundärspule gemeint, das hier
> angeschlossen wird,

Ich nehme stark an genau das.

Die Sekundärspule kann ja viel Spannung erzeugen, viel mehr als die 
Versorgungsspannung von 15V. Dafür aber wenig Strom. Also wird der Strom 
einfach über die beiden Dioden von Null oder nach 15V geleitet. Ergo hat 
der Eingang von U6A quasi ein Schaltsignal, welches die Stromrichtung 
der Sekundärspule anzeigt. Damit wird dann der Mosfet geschaltet. Die 
genaue Phasenlage ist dabei etwas kompliziert und sicher auch nicht 
ideal und auch nicht genau im Stromnulldurchgang der Primärspule, aber 
zumindest die Frequenz stimmt. Was möglicherweise unklar aus 
ausprobierendwürdig ist, ist die Frage wie rum man die Primärwicklung 
polen muss.

Wenn du simulieren willst, der Tesla aus dem von dir genannten Thread 
hat übrigens:

Ergebnisse, Induktivitäten:
Induktivität Spule 1: 0.157 uH
Induktivität Spule 2: 4930.814 uH
Kopplungsfaktor K=0.370232

Darüber hinaus hat das Teil eine Kopfkapazität von 9.177pF - aber der 
Wert ist nicht ganz so genau weil da die Umgebung hier viel wichtiger 
ist als bei Magnetfeldern und hier nicht korrekt modelliert wurde.

Ich hatte mir da mal so ein Programm geschrieben, um sowas auszurechnen.

Gruß, Roland

[Pelo L. (pelo)]

Vielen Dank dafür!

[Roland D. (roland_d284)]

Moin,

Pelo L. schrieb:
> Vielen Dank dafür!

Ich glaube aber, das die gezeigte Schaltung noch einige offene 
Diskussionspunkte hat.

- Der Gatetreiber ist Hmm.....

- Warum schwingt das Ding an?

- Wenn ich mich nicht verguckt habe, reicht für das Timing auch ein 
NE555 hin, so krass nahe Null ist der Dutycycle auch nicht.

- Der Strom in der Primärwicklung geht nach Abschalten wohin? Nur in den 
Snubber? Warum verdampft der dann nicht in Sekundenbruchteilen? Oder 
wird der im Mosfet verheizt?

Gerade letzteres ist wohl ein Punkt wo man sagen kann, es funktioniert - 
aber jenseits der Specs. Also nur mit etwas Glück und wenn man immer nur 
ganz kurz mal einschaltet.

Oder es ist so, dass der Kondensator C23 einen ausreichend großen Wert 
hat (1n?, 47n?) und der Widerstand R13 Null ist. Dann fängt man sich 
'nur' Probleme damit ein, dass der Mosfet einschalten könnte, wärend die 
Spannung gerade sehr groß ist. Also große Schaltverluste.

Gruß, Roland

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Roland D. schrieb:
> Der Gatetreiber ist Hmm.....
Mit dieser Darlington-Schaltung wird das Gate nur bis 1,4V entladen. 
Bein einer Ugsth von bis runter auf 2V schient mir das knapp.

Wozu so ein selbstgebasteltes Ding, wo es soch richtig gute integrierte 
Gatetreiber gibt?

Roland D. schrieb:
> Der Strom in der Primärwicklung geht nach Abschalten wohin?
Über das Magentfeld auf die Sekundärseite. Sperrwandler eben. Nur das, 
was in der Struinduktivität versenkt wurde, muss in den Snubber.

[Roland D. (roland_d284)]

Moin,

Lothar M. schrieb:
> Roland D. schrieb:
>> Der Strom in der Primärwicklung geht nach Abschalten wohin?
> Über das Magentfeld auf die Sekundärseite. Sperrwandler eben. Nur das,
> was in der Struinduktivität versenkt wurde, muss in den Snubber.

Ist aber ein Teslatrafo. Also landet in der Streuinduktivität ganz schön 
viel. Bei den geplanten 0.15uH dürften da deutlich über 100A zu 
verbrennen sein. Anderes gesagt rund 1mJ - und das rund 700000mal pro 
Sekunde - 700W.

Gut, kurz einschalten dann lange Pause, könnte irgendwie gehen.

Ich bastele in der Simulation gerade an einer 2-Transistor-Variante. Das 
sieht mir schon etwas zivilisierter aus. Hab der Primärwicklung mal 
etwas mehr Windungen verpasst.

Gatetreiber sind noch vereinfacht idealisiert.

V4 schaltet das Gerät an/aus

V1 ist der "Anlasser", man beachte den Widerstand dieser Quelle. Wenn 
das Ding läuft, wird sie einfach überstimmt.

V1 und V3 können eigentlich auch die selbe Spannungsversorgung sein. 15V 
reichen.

Gruß, Roland