其(qi)原(yuan)理是使(shi)用變壓器(qi)使(shi)普通(tong)電(dian)(dian)壓升壓,然后經由(you)兩極線(xian)(xian)(xian)圈,從放(fang)(fang)(fang)電(dian)(dian)終端(duan)放(fang)(fang)(fang)電(dian)(dian)的(de)設備。特斯拉線(xian)(xian)(xian)圈由(you)兩個回(hui)路(lu)通(tong)過線(xian)(xian)(xian)圈耦(ou)合。首(shou)先電(dian)(dian)源對(dui)電(dian)(dian)容(rong)C1充電(dian)(dian),當電(dian)(dian)容(rong)的(de)電(dian)(dian)壓高(gao)到(dao)一定程(cheng)度超過了打火間隙的(de)閾值,打火間隙擊(ji)穿空氣(qi)打火,變壓器(qi)初級(ji)(ji)線(xian)(xian)(xian)圈的(de)通(tong)路(lu)形成,能量(liang)在電(dian)(dian)容(rong)C1和初級(ji)(ji)線(xian)(xian)(xian)圈L1之間振(zhen)蕩(dang),并(bing)通(tong)過耦(ou)合傳遞到(dao)次(ci)級(ji)(ji)線(xian)(xian)(xian)圈。次(ci)級(ji)(ji)線(xian)(xian)(xian)圈也是一個電(dian)(dian)感(gan),放(fang)(fang)(fang)頂罩C2和大地之間可以等效為(wei)一個電(dian)(dian)容(rong),因此也會發(fa)生LC 振(zhen)蕩(dang).當兩級(ji)(ji)振(zhen)蕩(dang)頻率一樣發(fa)生諧振(zhen)的(de)時候,初級(ji)(ji)回(hui)路(lu)的(de)能量(liang)會涌到(dao)次(ci)級(ji)(ji),放(fang)(fang)(fang)電(dian)(dian)端(duan)的(de)電(dian)(dian)壓峰值會不斷增加,直到(dao)放(fang)(fang)(fang)電(dian)(dian)。
SGTC(Spark Gap Tesla Coil)=火花(hua)間隙特斯拉線圈
尼古拉(la)·特斯拉(la)先(xian)生本人當年發明的“特斯拉(la)線圈(quan)”就屬于SGTC。由(you)于構造、原理較為簡單(dan),所以也是現階段初學者入門特斯拉(la)線圈(quan)。
SISGTC(Sidac-IGBT SGTC)=觸發二極管特斯拉線圈
由觸發二極管--IGBT管組成(cheng)的電路組代替(ti)傳統火(huo)花間隙(xi)工作,達到消除(chu)打(da)火(huo)噪音(yin)的目的。
SSTC(Solid State Tesla Coil)=固態特斯拉線圈(quan)
說(shuo)通俗些(xie)是個單(dan)諧振的電(dian)子開關特(te)斯拉線(xian)圈,初(chu)級不(bu)發(fa)(fa)生串(chuan)聯諧振,只給(gei)次級提供可(ke)以(yi)滿(man)足次級LC發(fa)(fa)生串(chuan)聯諧振的頻(pin)率,讓次級線(xian)圈發(fa)(fa)生串(chuan)聯諧振,初(chu)級電(dian)流為(wei)激勵源電(dian)壓除以(yi)交流阻抗(kang)。
優點:具(ju)有(you)低(di)噪音、高效率(lv)、壽命長的(de)特(te)點,因而得到了很好(hao)的(de)發展。
缺點(dian):初(chu)級線圈(quan)給次級線圈(quan)提供的勵磁(ci)功率(lv)有限,電弧不長(chang)。
ISSTC(Interrupted SSTC)=帶滅(mie)弧固(gu)態特斯拉線圈
同輸出功率下,SSTC的電弧成簇狀,且明顯(xian)不如SGTC壯觀。這時,可(ke)以(yi)加(jia)上一(yi)個滅弧器來(lai)模仿SGTC的工作,電弧可(ke)以(yi)長一(yi)些,還可(ke)以(yi)利(li)用音(yin)頻信(xin)號(hao)滅弧信(xin)號(hao)來(lai)演奏音(yin)樂。
DRSSTC(Dual Resonant SSTC)=雙諧振特斯拉線(xian)圈(quan)
DRSSTC本質(zhi)屬于(yu)一個串聯(lian)諧(xie)振逆變器,相對于(yu)SSTC來說(shuo),由于(yu)初級(ji)線(xian)圈(quan)發生(sheng)了串聯(lian)諧(xie)振,初級(ji)線(xian)圈(quan)電感兩端的電壓為激勵源電壓的Q倍,諧(xie)振阻(zu)抗Z(R)因子很低,因此(ci)初級(ji)的諧(xie)振電流很大(諧(xie)振電壓除以諧(xie)振阻(zu)抗等(deng)于(yu)諧(xie)振電流),此(ci)時給次(ci)級(ji)提(ti)供的勵磁功率(lv)也會很大,和SSTC可不是一個數(shu)量(liang)級(ji)的。相比SSTC來說(shuo),SSTC的初級(ji)線(xian)圈(quan)給次(ci)級(ji)線(xian)圈(quan)無法提(ti)供足夠大的勵磁功率(lv),所以導(dao)致SSTC產生(sheng)的閃電壯觀程度不及同(tong)功率(lv)等(deng)級(ji)的火花隙特斯拉線(xian)圈(quan)。
DRSSTC的(de)初級(ji)線(xian)圈不僅滿足了次級(ji)線(xian)圈的(de)電感和分布電容發生(sheng)串(chuan)聯(lian)諧振的(de)條件,也能(neng)夠給次級(ji)線(xian)圈提供足夠大的(de)勵磁(ci)功率(lv),所以DRSSTC的(de)電弧長(chang)度會很長(chang)。
優點:相比(bi)SGTC來(lai)說,沒有火花間隙的聲光污染,可(ke)控性強,可(ke)以放音樂(le),效率高(gao),壽命長。
QCWDRSSTC(Quasi Continuous Wave DRSSTC)=準連續(xu)波雙諧振固(gu)態特斯拉線圈
CWDRSSTC(Continuous Wave DRSSTC)=連續波雙(shuang)諧振固態(tai)特斯拉
實驗證明(ming),連續模式(CW)的特斯(si)拉線圈由(you)于功率要是在沒有(you)時間限制(zhi)情況發揮出來弧并不長,且呈(cheng)簇狀(zhuang)。
VTTC(Vacuum Tube Tesla Coil)=真空管(guan)特斯(si)拉線(xian)圈
當電(dian)子(zi)管(guan)(guan)逐(zhu)漸退出(chu)我(wo)們的(de)視野時,一群(qun)電(dian)子(zi)管(guan)(guan)發燒友用它們做(zuo)出(chu)了VTTC。電(dian)子(zi)管(guan)(guan)本身有(you)高頻(pin)性能好等(deng)(deng)等(deng)(deng)優點,所以做(zuo)出(chu)的(de)VTTC效(xiao)果十分(fen)獨(du)特。但是,不可否認,電(dian)子(zi)管(guan)(guan)本身有(you)造價高、壽命(ming)低(di)、效(xiao)率低(di)、發熱嚴(yan)重(zhong)以及(ji)極易損壞等(deng)(deng)缺點,VTTC未能大(da)范(fan)圍流行。
基本原理,類似(si)于晶體管的自激。
SSVC(Solid State Valve Coil)=固態-真空管特斯拉線圈
OLTC(Off Line Tesla coil)=離(li)線(xian)式(shi)特斯(si)拉線(xian)圈(quan)
當我(wo)們把SGTC的打(da)火(huo)器去掉,換成(cheng)一(yi)個(ge)(ge)(ge)MOSFET或者IGBT來代替,并(bing)在用一(yi)個(ge)(ge)(ge)二極(ji)管反向并(bing)聯在D極(ji)和S極(ji)(如(ru)果是IGBT,就(jiu)是C極(ji)和E極(ji))上,并(bing)用一(yi)個(ge)(ge)(ge)固(gu)態的電(dian)路來控制這(zhe)個(ge)(ge)(ge)開關管,再(zai)加以低壓驅動,就(jiu)成(cheng)了OLTC。
它的本質原理依然是(shi)LC振蕩,且和SGTC幾乎相同,不(bu)同的地方,就是(shi)把打(da)火器換成了固態開關,并使用了低壓驅動。其它地方沒有太多(duo)區別。
由(you)于是低(di)壓驅動,無(wu)法形成(cheng)太(tai)大(da)的(de)電(dian)流,所以OLTC的(de)電(dian)弧是不(bu)如SGTC壯觀的(de)。
特斯(si)拉線(xian)圈是(shi)由(you)一(yi)(yi)個(ge)感應圈、變壓(ya)器、打火器、兩個(ge)大(da)電容器和一(yi)(yi)個(ge)初級線(xian)圈僅幾圈的互(hu)感器組成(cheng)。
2007年(nian),曾經(jing)有一篇介紹特斯拉線圈的(de)文(wen)章:《近距離接觸“死亡之手” 家中(zhong)制造的(de)人工閃電》。其中(zhong)大概(gai)介紹了特斯拉線圈的(de)大概(gai)組成部分和原(yuan)理。
特斯(si)(si)拉(la)(la)線(xian)(xian)圈(Tesla Coil)是一種使用(yong)共振原理(li)運作(zuo)的變(bian)壓器(共振變(bian)壓器),由(you)(you)美籍塞爾維亞(ya)裔科學家尼(ni)古(gu)拉(la)(la)·特斯(si)(si)拉(la)(la)在1891年(nian)發(fa)明,主要用(yong)來生產超(chao)高(gao)電(dian)(dian)(dian)壓但(dan)低電(dian)(dian)(dian)流、高(gao)頻(pin)率(lv)的交流電(dian)(dian)(dian)力。特斯(si)(si)拉(la)(la)線(xian)(xian)圈由(you)(you)兩組(有(you)時(shi)用(yong)三組)耦(ou)合的共振電(dian)(dian)(dian)路(lu)組成。特斯(si)(si)拉(la)(la)線(xian)(xian)圈難(nan)以界(jie)定,尼(ni)古(gu)拉(la)(la)·特斯(si)(si)拉(la)(la)試(shi)行(xing)了大量的各(ge)種線(xian)(xian)圈的配置。特斯(si)(si)拉(la)(la)利用(yong)這些(xie)線(xian)(xian)圈進行(xing)創新實(shi)驗,如電(dian)(dian)(dian)氣照明,熒光光譜,X射(she)線(xian)(xian),高(gao)頻(pin)率(lv)的交流電(dian)(dian)(dian)流現(xian)象,電(dian)(dian)(dian)療和無(wu)線(xian)(xian)電(dian)(dian)(dian)能傳輸,發(fa)射(she)、接收無(wu)線(xian)(xian)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)信號。
尼古(gu)拉(la)(la)(la)·特(te)(te)(te)斯拉(la)(la)(la)是(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)位(wei)偉大的(de)科學(xue)家(jia)(jia)。但值得(de)一(yi)(yi)(yi)提的(de)是(shi)(shi),這(zhe)位(wei)絕世天(tian)才的(de)偉大發(fa)(fa)明(ming)家(jia)(jia)幾乎被(bei)(bei)人們遺忘。尼古(gu)拉(la)(la)(la)·特(te)(te)(te)斯拉(la)(la)(la)其中之(zhi)一(yi)(yi)(yi)發(fa)(fa)明(ming)就(jiu)是(shi)(shi)特(te)(te)(te)斯拉(la)(la)(la)線(xian)(xian)(xian)圈 ,原理為把一(yi)(yi)(yi)個線(xian)(xian)(xian)圈連接在(zai)電(dian)源(yuan)上(shang),作為發(fa)(fa)射(she)(she)器傳(chuan)輸(shu)能量;另(ling)一(yi)(yi)(yi)個線(xian)(xian)(xian)圈連著燈泡,作為能量接收器。通電(dian)后(hou),發(fa)(fa)射(she)(she)器能夠以10兆赫茲(zi)的(de)頻率振動,另(ling)一(yi)(yi)(yi)個線(xian)(xian)(xian)圈連著的(de)燈泡將被(bei)(bei)點亮。后(hou)來(lai),特(te)(te)(te)斯拉(la)(la)(la)試圖利(li)用地(di)球本身和大氣電(dian)離(li)層為諧振電(dian)容來(lai)實(shi)現無(wu)(wu)線(xian)(xian)(xian)輸(shu)電(dian),為此在(zai)紐約(yue)長(chang)島建造了一(yi)(yi)(yi)個29米高的(de)發(fa)(fa)射(she)(she)塔(ta)(沃登克里弗(fu)塔(ta)),但值得(de)一(yi)(yi)(yi)提的(de)是(shi)(shi):由于(yu)摩根覺得(de)此行(xing)為與(yu)自己利(li)益毫無(wu)(wu)關(guan)系(xi)決定撤資(zi),實(shi)驗工地(di)的(de)設備也被(bei)(bei)法院(yuan)沒(mei)收充當抵押,沃登克里弗(fu)塔(ta)被(bei)(bei)拆除。
特(te)斯拉后(hou)來發(fa)明了所(suo)謂的“放大(da)發(fa)射機”,稱之(zhi)為大(da)功率高頻傳輸(shu)線共振(zhen)變壓器(qi),用于無線輸(shu)電(dian)試驗(yan)。特(te)斯拉的無線輸(shu)電(dian)技術。
特(te)斯(si)拉(la)(la)線(xian)圈不僅僅是被用(yong)(yong)(yong)(yong)在(zai)游戲或藝術方(fang)面,更(geng)可(ke)貴的(de)是它擁有重大(da)意義的(de)用(yong)(yong)(yong)(yong)途,比如利用(yong)(yong)(yong)(yong)特(te)斯(si)拉(la)(la)線(xian)圈可(ke)以(yi)(yi)實現(xian)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)的(de)無線(xian)傳(chuan)(chuan)輸,且(qie)該方(fang)式傳(chuan)(chuan)輸效率高(gao)、對(dui)生(sheng)態(tai)破(po)壞性(xing)小(xiao),但是實際(ji)應用(yong)(yong)(yong)(yong)中還存在(zai)諸多困難(nan)和障礙,還無法將其應用(yong)(yong)(yong)(yong)到(dao)實際(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)力輸送中。閃(shan)電(dian)(dian)(dian)(dian)是一種大(da)氣放電(dian)(dian)(dian)(dian)現(xian)象,閃(shan)電(dian)(dian)(dian)(dian)發生(sheng)時釋(shi)放巨大(da)的(de)能(neng)量(liang),其電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)高(gao)達(da)數百萬伏,平均電(dian)(dian)(dian)(dian)流約2×105A。據估計,地球每秒鐘被閃(shan)電(dian)(dian)(dian)(dian)擊中的(de)次(ci)數達(da)到(dao)45次(ci).一次(ci)閃(shan)電(dian)(dian)(dian)(dian)所(suo)產生(sheng)的(de)能(neng)量(liang)足以(yi)(yi)讓一輛(liang)普通轎車(che)行駛大(da)約290~1450km,相(xiang)當(dang)于30~144L汽油(you)產生(sheng)的(de)能(neng)量(liang)。而(er)對(dui)閃(shan)電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)利用(yong)(yong)(yong)(yong)卻(que)是相(xiang)當(dang)困難(nan)的(de),這是因為閃(shan)電(dian)(dian)(dian)(dian)發生(sheng)時間短(duan)至幾十毫秒,很難(nan)被捕捉到(dao)。而(er)特(te)斯(si)拉(la)(la)線(xian)圈則是捕捉閃(shan)電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)可(ke)能(neng)性(xing)工具之一。
SGTC,它是(shi)由(you)一(yi)個感(gan)應(ying)圈(quan)、變壓(ya)器(qi)(qi)(qi)、打(da)(da)火器(qi)(qi)(qi)、兩個電(dian)(dian)容器(qi)(qi)(qi)和一(yi)個初級(ji)線(xian)圈(quan)僅幾圈(quan)的(de)(de)互感(gan)器(qi)(qi)(qi)組成(cheng)。原理是(shi)使用變壓(ya)器(qi)(qi)(qi)使普(pu)通(tong)(tong)電(dian)(dian)壓(ya)升壓(ya),然(ran)后經由(you)兩極線(xian)圈(quan),從放(fang)電(dian)(dian)終端放(fang)電(dian)(dian)的(de)(de)設備。通(tong)(tong)俗一(yi)點說(shuo),它是(shi)一(yi)個人(ren)工(gong)閃(shan)電(dian)(dian)制造器(qi)(qi)(qi)。放(fang)電(dian)(dian)時,未打(da)(da)火時能量由(you)變壓(ya)器(qi)(qi)(qi)傳遞(di)到(dao)電(dian)(dian)容陣;當電(dian)(dian)容陣充電(dian)(dian)完(wan)(wan)畢,兩極電(dian)(dian)壓(ya)達到(dao)擊(ji)穿打(da)(da)火器(qi)(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)縫隙的(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)時,打(da)(da)火器(qi)(qi)(qi)打(da)(da)火。此時電(dian)(dian)容陣與(yu)(yu)主線(xian)圈(quan)形成(cheng)回路(lu),完(wan)(wan)成(cheng)LC振(zhen)(zhen)蕩,進而將能量傳遞(di)到(dao)次級(ji)線(xian)圈(quan)。這種裝(zhuang)置可以產生(sheng)頻率很高(gao)(gao)的(de)(de)高(gao)(gao)壓(ya)電(dian)(dian)流(liu),有極高(gao)(gao)危險。特(te)斯拉線(xian)圈(quan)的(de)(de)線(xian)路(lu)和原理都非常簡單,但要將它調(diao)整(zheng)到(dao)與(yu)(yu)環(huan)境完(wan)(wan)美的(de)(de)共振(zhen)(zhen)很不容易(yi),特(te)斯拉就是(shi)特(te)別擅(shan)長這項(xiang)技藝(yi)的(de)(de)人(ren)。
工作過程:
首先,交流電(dian)(dian)(dian)經過(guo)升壓變壓器(qi)升至(zhi)2000V以上(shang)(可以擊穿空氣(qi)),然后經過(guo)由(you)四個(ge)(或四組(zu))高(gao)(gao)壓二極管組(zu)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)全波(bo)整流橋,給主(zhu)電(dian)(dian)(dian)容(C1)充電(dian)(dian)(dian)。打(da)(da)(da)火(huo)器(qi)是(shi)(shi)由(you)兩(liang)個(ge)光(guang)滑表面(mian)(mian)構成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de),它(ta)們(men)之間(jian)有(you)幾毫米(mi)的(de)(de)間(jian)距,具體(ti)的(de)(de)間(jian)距要(yao)由(you)高(gao)(gao)壓輸出端(duan)電(dian)(dian)(dian)壓決定。當(dang)主(zhu)電(dian)(dian)(dian)容兩(liang)個(ge)極板之間(jian)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)勢差(cha)達(da)到一(yi)(yi)(yi)(yi)定程度時(shi)(shi)(shi),會擊穿打(da)(da)(da)火(huo)器(qi)處(chu)的(de)(de)空氣(qi),和(he)初級(ji)線(xian)圈(L1,一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)電(dian)(dian)(dian)感)構成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)LC振蕩(dang)(dang)(dang)回(hui)路(lu)(lu)。這時(shi)(shi)(shi),由(you)于LC振蕩(dang)(dang)(dang),會產(chan)(chan)生(sheng)一(yi)(yi)(yi)(yi)定頻(pin)(pin)率(lv)的(de)(de)高(gao)(gao)頻(pin)(pin)電(dian)(dian)(dian)磁(ci)波(bo),通(tong)常在(zai)100kHz到1.5MHz之間(jian)。放(fang)電(dian)(dian)(dian)頂(ding)端(duan)(C2)是(shi)(shi)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)有(you)一(yi)(yi)(yi)(yi)定表面(mian)(mian)積且導電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)光(guang)滑物(wu)體(ti),它(ta)和(he)地面(mian)(mian)形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)了一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)“對(dui)地等(deng)效電(dian)(dian)(dian)容”,對(dui)地等(deng)效電(dian)(dian)(dian)容和(he)次級(ji)線(xian)圈(L2,一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)電(dian)(dian)(dian)感)也會形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)LC振蕩(dang)(dang)(dang)回(hui)路(lu)(lu)。當(dang)初級(ji)回(hui)路(lu)(lu)和(he)次級(ji)回(hui)路(lu)(lu)的(de)(de)LC振蕩(dang)(dang)(dang)頻(pin)(pin)率(lv)相等(deng)時(shi)(shi)(shi),在(zai)打(da)(da)(da)火(huo)器(qi)打(da)(da)(da)通(tong)的(de)(de)時(shi)(shi)(shi)候(hou),初級(ji)線(xian)圈發(fa)出的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)磁(ci)波(bo)的(de)(de)大部分會被次級(ji)的(de)(de)LC振蕩(dang)(dang)(dang)回(hui)路(lu)(lu)吸收。從(cong)理(li)論上(shang)講,放(fang)電(dian)(dian)(dian)頂(ding)端(duan)和(he)地面(mian)(mian)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)勢差(cha)是(shi)(shi)無限大的(de)(de),因此(ci)在(zai)次級(ji)線(xian)圈的(de)(de)回(hui)路(lu)(lu)里面(mian)(mian)會產(chan)(chan)生(sheng)高(gao)(gao)壓小電(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)高(gao)(gao)頻(pin)(pin)交流電(dian)(dian)(dian)(頻(pin)(pin)率(lv)和(he)LC振蕩(dang)(dang)(dang)頻(pin)(pin)率(lv)一(yi)(yi)(yi)(yi)致(zhi)),此(ci)時(shi)(shi)(shi)放(fang)電(dian)(dian)(dian)頂(ding)端(duan)會和(he)附近接地的(de)(de)物(wu)體(ti)放(fang)出一(yi)(yi)(yi)(yi)道電(dian)(dian)(dian)弧。
盡管從(cong)理論上(shang)講,放電(dian)頂端和(he)地(di)面的(de)(de)電(dian)勢(shi)差為無限(xian)大(da)(da),但是在(zai)實際上(shang)電(dian)弧的(de)(de)長(chang)度(du)不(bu)會無限(xian)大(da)(da),它受到(dao)供(gong)電(dian)電(dian)源(yuan)(升壓(ya)(ya)變壓(ya)(ya)器)的(de)(de)功率(lv)限(xian)制,計(ji)算(suan)方式為:電(dian)弧長(chang)度(du)(單(dan)位:厘米)=4.318×根號下P(單(dan)位:W),前提(ti)是初(chu)級(ji)(ji)LC振(zhen)(zhen)蕩(dang)回路(lu)和(he)次(ci)(ci)級(ji)(ji)LC振(zhen)(zhen)蕩(dang)回路(lu)的(de)(de)LC振(zhen)(zhen)蕩(dang)頻率(lv)完全一致(即所謂(wei)的(de)(de)“諧振(zhen)(zhen)”狀(zhuang)態,此時電(dian)弧長(chang)度(du)會達到(dao)最長(chang)且效(xiao)率(lv)最高)。如果不(bu)諧振(zhen)(zhen)(初(chu)級(ji)(ji)和(he)次(ci)(ci)級(ji)(ji)頻率(lv)不(bu)相等),電(dian)弧長(chang)度(du)將無法達到(dao)公(gong)式計(ji)算(suan)的(de)(de)結果。
判斷(duan)是否諧(xie)振的方法(fa):1.L1C1=L2C2;2.初級LC振蕩頻率=次級LC振蕩頻率。達到兩(liang)(liang)個(ge)情況中的任(ren)意一種,即為諧(xie)振。事(shi)實上,這兩(liang)(liang)種情況的實質(zhi)是一樣的,即,符(fu)合(he)條(tiao)件1的時候,一定會符(fu)合(he)條(tiao)件2。
現代的(de)愛好者(zhe)們,根據特(te)斯拉線圈由LC振(zhen)蕩接(jie)收能量的(de)原理,設(she)計出了極(ji)具現代感的(de)SSTC。早(zao)期的(de)SSTC玩家大多數(shu)都是外國人。
固態特(te)斯拉線圈,是由芯片振蕩代(dai)替SGTC的(de)(de)LC振蕩并(bing)由放大器(qi)放大功率后驅動次級線圈部(bu)分的(de)(de)特(te)斯拉線圈。它的(de)(de)原理(li)依舊是LC振蕩,只是發射(she)端作了(le)改動。
固態特(te)斯拉線圈還可(ke)以(yi)通過(guo)音頻來(lai)控制(zhi),使(shi)電弧推動空氣發聲。
固態(tai)特斯拉線圈是通過(guo)芯片的(de)振(zhen)蕩來產(chan)生高頻(pin)(pin)交流電的(de)。由(you)于固態(tai)特斯拉線圈的(de)工作(zuo)比較好控(kong)制,固態(tai)特斯拉線圈有兩種(zhong):定(ding)頻(pin)(pin)和追(zhui)頻(pin)(pin)。定(ding)頻(pin)(pin),即初(chu)級部(bu)分只(zhi)能發射(she)(she)出一個固定(ding)的(de)頻(pin)(pin)率(lv);而(er)(er)追(zhui)頻(pin)(pin),就(jiu)是初(chu)級部(bu)分會根據次級部(bu)分的(de)LC振(zhen)蕩頻(pin)(pin)率(lv)自動調(diao)整發射(she)(she)頻(pin)(pin)率(lv),從而(er)(er)達到完美的(de)諧振(zhen)。所以,追(zhui)頻(pin)(pin)SSTC已經成為固態(tai)特斯拉線圈的(de)主流。
這是一(yi)張(zhang)由555定時器芯片控制的定頻(pin)SSTC電路圖(tu),來源不詳(xiang)(根據推測,有可(ke)能是貼吧的 Tesla粉(fen)絲 的作品)。
其中,NE555是頻率(lv)源,即(ji)產生高頻信號的(de)(de)芯片。它(ta)通過8、7腳上(shang)的(de)(de)電阻和6腳上(shang)的(de)(de)電容來(lai)控制(zhi)輸出頻率(lv),對于(yu)它(ta)的(de)(de)原理(li),在此不作(zuo)過多解(jie)釋(shi)。
555定時器(qi)由3腳輸出高(gao)頻信號。在電(dian)路(lu)圖(tu)1中,輸出的信號經過(guo)3個(ge)晶(jing)體管的放大,輸入到一個(ge)MOSFET(金屬氧化物(wu)場效應晶(jing)體管)的門極,經過(guo)放大,在初級線圈(quan)輸出強(qiang)度較高(gao)的高(gao)頻電(dian)磁(ci)波,被次級線圈(quan)接收,由于LC振蕩,在次級線圈(quan)中產生(sheng)電(dian)流(liu),從而(er)產生(sheng)電(dian)弧。
制作定(ding)頻(pin)SSTC,需(xu)要使芯(xin)片輸(shu)出(chu)(chu)的頻(pin)率(lv)和(he)次級(ji)部分的LC振蕩頻(pin)率(lv)一(yi)(yi)致,才能諧振。所(suo)以,電路圖1中,7腳上(shang)的電阻用一(yi)(yi)個(ge)(ge)定(ding)值電阻和(he)一(yi)(yi)個(ge)(ge)電位器代替,可以比較方便地調(diao)節(jie)輸(shu)出(chu)(chu)頻(pin)率(lv),從(cong)而(er)諧振。
特別(bie)說明(ming),如果按(an)照這(zhe)張電路圖(tu)的參(can)數制作,輸(shu)出的頻率(lv)對于一(yi)般的SSTC來講有(you)點低(di)了,所以(yi)盡(jin)量不要按(an)照這(zhe)張圖(tu)的數據(ju)來制作。
定頻(pin)電(dian)路有它(ta)本身的缺點,于是追頻(pin)電(dian)路誕生(sheng)了。
Steve的追頻(pin)SSTC
這是國外(wai)愛好(hao)者Steve Ward的電路,是追頻電路。
首先,對次(ci)級線圈發射(she)一(yi)些能量(liang),使它內(nei)部有高頻交流電(LC振蕩),然(ran)后會發射(she)出電磁(ci)波。電磁(ci)波被天(tian)(tian)線接(jie)收(圖2中(zhong)的(de)Antenna),經過(guo)兩個(ge)邏(luo)輯門成(cheng)為正(zheng)電壓(ya)(ya)的(de)信號,然(ran)后輸(shu)入(ru)兩枚(mei)功(gong)(gong)率(lv)放大芯片(pian),再通過(guo)GDT(Gate Driver Transformer,門驅動(dong)變壓(ya)(ya)器)輸(shu)入(ru)到一(yi)個(ge)半橋(功(gong)(gong)率(lv)放大電路,后面會詳(xiang)細地講(jiang))中(zhong),產生強度較(jiao)高的(de)電磁(ci)波,被次(ci)級線圈接(jie)收。此時次(ci)級線圈內(nei)再次(ci)有了(le)能量(liang),會以電磁(ci)波的(de)形式(shi)發射(she)出來,輸(shu)入(ru)天(tian)(tian)線,于是就這樣循環下去了(le),這種反(fan)饋(kui)(kui)方式(shi)叫天(tian)(tian)線反(fan)饋(kui)(kui)。
除了(le)上述的(de)(de)(de)反饋方式,磁環反饋是另(ling)一種反饋方式,在一個(ge)大(da)小合適的(de)(de)(de)磁環上面繞上30到50匝的(de)(de)(de)導線,將導線的(de)(de)(de)兩端接到圖2中的(de)(de)(de)反饋處,然后(hou)將次(ci)級的(de)(de)(de)地(di)線穿過磁環繞一匝再接地(di)就可(ke)以了(le)。
天線(xian)(xian)反(fan)饋(kui)的(de)優點是制作簡單,原理是利用電(dian)磁波遇到金屬(shu)會產(chan)生(sheng)感生(sheng)電(dian)流的(de)特性;缺點是驅動電(dian)路也要接地,有時(shi)候會出現起振困難的(de)狀況。磁環反(fan)饋(kui)則正好(hao)與天線(xian)(xian)反(fan)饋(kui)相反(fan)。
追頻電(dian)路是(shi)由(you)次級(ji)LC振(zhen)蕩回路直接采集頻率信息,從而發射電(dian)磁(ci)波,于(yu)是(shi)可以達到完美的諧振(zhen)。
信不(bu)信由你,特(te)斯拉線圈(quan)不(bu)只能夠(gou)保護(hu)你的筆記(ji)本電腦、彈奏美妙的樂曲(qu),還可以讓一(yi)群人一(yi)起歡(huan)呼,一(yi)同流口水唷!
這(zhe)場在(zai)加州圣馬刁 Maker Faire 2008 會場內(nei)的(de)(de)表演,炫麗(li)的(de)(de)閃光不僅讓旁(pang)觀(guan)的(de)(de)觀(guan)眾驚(jing)呼連(lian)連(lian),而在(zai)嘶(si)嘶(si)作響的(de)(de)閃光聲中,隱約還能聽(ting)到嘖(ze)(ze)嘖(ze)(ze)的(de)(de)口水(shui)聲。不過這(zhe)可不是(shi)觀(guan)眾被(bei)閃電電到臉(lian)部抽筋所至(zhi)亂(luan)噴口水(shui),而是(shi)由于在(zai)這(zhe)兩座線圈中掛有(you)成打的(de)(de)熱狗,當(dang)閃電刷過的(de)(de)時候,陣陣的(de)(de)香味也就跟著飄了(le)出來。