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Twin Solid State Tesla Coil: SSTC-5

       

Nach längerer Zeit ist es nun endlich wiedermal soweit, ein neues Projekt ging heute in die Testphase; es ist eine Twin-SSTC. Diese besteht aus zwei identischen Resonatoren, welche gegenphasig angesteuert werden.

Für alle diejenigen, welche an einem Nachbau interessiert sind sei folgendes gleich vorweg genommen: Die Twin ist im Grunde genommen nichts anderes als zwei Mal die SSTC-2, also ein gemeinsamer Oszillator mit dem IC TL494, zwei separate Treiberstufen mit je 4 ICL7667 und danach zwei Endstufen mit je zwei Power-Mosfets IRFP460. Die beiden Endstufenhälften lassen sich auch ohne grossen Aufwand zu einer Vollbrücke mit vier Stück IRFP460 konfigurieren, um eine einzige Spule mit mehr Leistung treiben zu können. Ebenfalls kann man die Endstufenseiten völlig getrennt voneinander verwenden für Versuche mit Einzelspulen. Es lässt sich auch auf einfache Weise wählen, ob die Ausgangssignale der Endstufen gegenphasig oder gleichphasig anliegen sollen.

 

Der Elektronik-Aufbau 

Auf dem obenstehenden Bild ist der Aufbau der elektronischen Ansteuerung zu sehen. Vorne links die Treiberstufe, dahinter das kleine Speiseteil für den Treiber, rechts die zwei Endstufenparts, jeder für eine Spule. Alles auf eine Plexiglasgrundplatte geschraubt. Die Elektronik eignet sich vorallem für den Betrieb von Spulen im Bereich zwischen etwa 100kHz und 400kHz.

Der Vorverstärker / Oszillatorteil

Um nicht alles komplett neu aufbauen zu müssen, wurde der bewährte Vorverstärker/Oszillatorteil von den Leichenteilen der SSTC-3 genommen. Sowohl der TL494-Oszillator als auch der Vorverstärkerteil sind genau gleich aufgebaut wie derjenige der SSTC-2, einfach mit dem doppelten Treiberteil, also insgesamt 8 Stück ICL7667. Für mehr Informationen hierzu siehe auch die Infos zum Treiberboard der SSTC-3.

 

 

 

 

Die Endstufen

Der Leistungsteil besteht aus zwei getrennten arbeitenden Halbbrückenzweigen, also insgesamt vier Stück IRFP460; jeweils zwei bilden eine Endstufe pro Resonator. Die Schaltung der Endstufe ist denkbar einfach. Je ein GDT treibt über zwei 4.7-Ohm-Widerstände zwei Power-FETs. Die Gates der FETs sind mittels zweier antiseriell geschalteten 15V-Z-Dioden geschützt. Die Signal der Endstufe können separat entnommen werden.

Diesmal habe ich bewusst eine etwas längere Verdrahtung im Endstufenteil in Kauf genommen, um alle vier Mosfets einzeln auf vier Bleche zu montieren. Dies erspart die Verwendung von Teflon- oder Glimmer-Isolierscheiben und ermöglicht damit einen optimalen Wärmeübergang von den Halbleitern zu den Kühlkörpern. Dieses Konzept werde ich bei allfälligen Nachfolger-SSTCs ebenfalls anwenden, denn es hat sich herausgestellt, dass durch die bessere Kühlung der Endstufen-Mosfets ein noch stabilerer Betrieb möglich wird und damit mehr Leistung umgesetzt werden kann.

Gespiesen wird der Leistungsteil von einem 2kVA-Regeltrenntrafo über zwei grosse, in Serie geschaltete Leistungsdioden (diese sind aufgeschraubt auf dem silbernen Kühlkörper, siehe Bild).

 

 

Resonatoren

Eine der beiden Sekundärspulen:

Die Daten sind wie folgt:

Rohrdurchmesser: 7.5cm
Drahtdurchmesser: 0.2mm
Isolationsdicke: 0.029mm
Wicklungslänge: 28cm
Anzahl Windungen: ca. 1200 Wdg
Resonanzfrequenz ohne Torus gemäss raacke: 427.0kHz
Resonanzfrequenz mit Torus (10cm Kugel): 296.9kHz
Lambda-Viertel bei Resonanzfrequenz: 252.6m
Tatsächliche Drahtlänge: 287.4m
Mit einem etwas grösseren Topload wäre Lambda-Viertel genau zu erreichen.

 

Vorab schon mal zwei Bilder des ersten Testlaufs:

       

      Twin-SSTC:   "First Light"                                                                           Ein Glas Wasser zwischen den beiden Spulen

 

Lichtbögen mit Salz auf den Toploads

Eine wichtige Anmerkung möchte ich hier gleich noch anbringen: Offenbar funktioniert das System wesentlich besser, wenn man die Erdung der beiden Sekundärspulen einfach weglässt und nur die Fusspunkte der Spulen miteinander verbindet (also potentialfrei schweben lässt). Warum das so ist, kann ich allerdings nicht wirklich sagen, die Resultate sind aber einiges besser!

 

=>>> SSTCs: Warum MOSFET's sterben <<<=

 

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