特斯拉线圈由LC振荡接收能量的原理
作者:王志龙来源:金沙2004cmapp下载主页日期:2018-12-10 12:58:00阅读:
现代的爱好者们,根据特斯拉线圈由LC振荡接收能量的原理,设计出了极具现代感的SSTC [4] 。早期的SSTC玩家大多数都是外国人。
固态特斯拉线圈,是由芯片振荡代替SGTC的LC振荡并由放大器放大功率后驱动次级线圈部分的特斯拉线圈。它的原理依旧是LC振荡,只是发射端作了改动。
固态特斯拉线圈还可以通过音频来控制,使电弧推动空气发声。
固态特斯拉线圈是通过芯片的振荡来产生高频交流电的。由于固态特斯拉线圈的工作比较好控制,固态特斯拉线圈有两种:定频和追频。定频,即初级部分只能发射出一个固定的频率;而追频,就是初级部分会根据次级部分的LC振荡频率自动调整发射频率,从而达到较好的谐振。所以,追频SSTC已经成为固态特斯拉线圈的主流。
这是一张由555定时器芯片控制的定频SSTC电路图,来源不详(根据推测,有可能是贴吧的 Tesla粉丝 的作品)。
其中,NE555是频率源,即产生高频信号的芯片。它通过8、7脚上的电阻和6脚上的电容来控制输出频率,对于它的原理,在此不作过多解释。
555定时器由3脚输出高频信号。在此电路图中,输出的信号经过3个晶体管的放大,输入到一个MOSFET(金属氧化物场效应晶体管)的门极,经过放大,在初级线圈输出强度较高的高频电磁波,被次级线圈接收,由于LC振荡,在次级线圈中产生电流,从而产生电弧。
制作定频SSTC,需要使芯片输出的频率和次级部分的LC振荡频率一致,才能谐振。所以,此电路图中,7脚上的电阻用一个定值电阻和一个电位器代替,可以比较方便地调节输出频率,从而谐振。
特别说明,如果按照这张电路图的参数制作,输出的频率对于一般的SSTC来讲有点低了,所以尽量不要按照这张图的数据来制作。
追频sstc
定频电路有它本身的缺点,于是追频电路诞生了。
这是国外爱好者Steve Ward的电路,是追频电路。
首先,对次级线圈发射一些能量,使它内部有高频交流电(LC振荡),然后会发射出电磁波。电磁波被天线接收(图中的Antenna),经过两个逻辑门成为正电压的信号,然后输入两枚功率放大芯片,再通过GDT(Gate Driver Transformer,门驱动变压器)输入到一个半桥(功率放大电路,后面会详细地讲)中,产生强度较高的电磁波,被次级线圈接收。此时次级线圈内再次有了能量,会以电磁波的形式发射出来,输入天线,于是就这样循环下去了,这种反馈方式叫天线反馈。
除了上述的反馈方式,磁环反馈是另一种反馈方式,在一个大小合适的磁环上面绕上30到50匝的导线,将导线的两端接到图中的反馈处,然后将次级的地线穿过磁环绕一匝再接地就可以了。
天线反馈的优点是制作简单,原理是利用电磁波遇到金属会产生感生电流的特性;缺点是驱动电路也要接地,有时候会出现起振困难的状况。磁环反馈则正好与天线反馈相反。
特斯拉线圈追频电路是由次级LC振荡回路直接采集频率信息,从而发射电磁波,于是可以达到较好的谐振。
信不信由你,特斯拉线圈不只能够保护你的笔记本电脑、弹奏美妙的乐曲,还可以让一群人一起欢呼,一同流口水唷!
这场在加州圣马刁 Maker Faire 2008 会场内的表演,炫丽的闪光不仅让旁观的观众惊呼连连,而在嘶嘶作响的闪光声中,隐约还能听到啧啧的口水声。不过这可不是观众被闪电电到脸部抽筋所至乱喷口水,而是由于在这两座线圈中挂有成打的热狗,当闪电刷过的时候,阵阵的香味也就跟着飘了出来。