Półprzewodnikowa Cewka Tesli

Mój kolejny wysokonapięciowy projekt, utwierdzający wszystkich wokół, że mam chyba świra na tym punkcie.

      Słowem wstępu, kilka słów o tym co zamierzam zrobić i pokazać: Generalnie działanie tego transformatora nie różni się od tradycyjnego, którego zasadę działania opisałem w dziale /Tradycyjny Transformator Tesli - teoria/. Różnica polega jedynie na sposobie generowania częstotliwości podawanej na pierwotny rezonator LC trafa. W "Tesli" tradycyjnej pracuje przerywacz mechaniczny, który umożliwia naładowanie kondensatora a następnie zamknięcie jego obwodu z uzwojeniem pierwotnym umożliwiając w ten sposób powstanie drgań rezonansowych. W "Tesli" elektronicznej przerywacz również występuje, jego rolę przejmują takie elementy jak np. wysokiej mocy tranzystory MOS-FET, czy moduły IGBT.

      Elektroniczna cewka Tesli w porównaniu z tradycyjną posiada wiele zalet, ma niestety też sporo wad. Do najważniejszych zalet należy fakt, że cewki nie trzeba zasilać wysokim napięciem jak to ma miejsce w klasycznym rozwiązaniu, dzieje się tak za sprawą częstotliwości wyznaczanej przez przerywacz: mechaniczny może pracować z bardzo niewielką częstością, elektroniczny natomiast z bardzo wysokimi, co sprawia że dla osiągnięcia tych samych parametrów, tradycyjną cewkę trzeba zasilać napięciem o potencjale 10.000 V podczas gdy elektronicznej wystarczy tylko 400 V.

      Kolejna zaleta jest taka, że w tradycyjnej trzeba stosować duże kondensatory na wysokie napięcie i o konkretnej pojemności, w elektronicznej natomiast wystarczy dwa małe kondensatory na niskie napięcie, które można dostać w każdym elektronicznym sklepie.

      I teraz wady, po pierwsze przerywacz elektroniczny nie jest tak prosty jak mechaniczny i trzeba przynajmniej na poziomie podstawowym poznać tajniki elektroniki. Drugi minus to koszty, niestety półprzewodniki mocy są drogie.

       Na początek zajmiemy się elektroniką, którą podzielę na trzy części:
1. Generator częstotliwości,
2. Driver tranzystorów MOS-fet,
3. Układ wykonawczy (tzw. half-bridge).

Ad. 1
Generator częstotliwości posłuży do wygenerowania sygnału sterującego o żądanych parametrach, który po wzmocnieniu będzie przełączał tranzystory mocy (nasz przerywacz). Poniżej schemat generatora, którego zamierzam użyć:
(kliknij na obraz by powiększyć)