9zip.ru Катушки Теслы ZVS драйвер - автогенератор, всегда работающий на резонансной частоте LC контура

Предположим, что у нас есть параллельный колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности и конденсатора. У такого контура есть собственная резонансная частота. Для его накачки требуется регулируемый генератор, который нужно точно настроить на данную частоту. Но резонансная частота может "уйти" - например, если поместить в катушку металлический предмет или ферромагнетик. В таком случае требуется перестройка генератора. Эту проблему можно решить, применив схему ФАПЧ, которая будет сама подстраивать частоту в определённых пределах на основе обратной связи от контура. Но есть способ проще, и называется он ZVS - zero voltage switch драйвер. Это автогенератор, который всегда работает на резонансной частоте параллельного колебательного контура, не требуя подстройки. Есть два варианта схемы ZVS драйвера. В одной из них катушка индуктивности имеет среднюю точку, что не всегда удобно, если устройство используется для регулярных экспериментов с разными контурами. Во втором варианте схемы используется обычная катушка без средней точки, что, несомненно, удобнее. Именно его мы и рассмотрим.


Схема похожа на знакомый многим симметричный мультивибратор. Батареи резисторов от плюса питания к затворам транзисторов - это цепи заряда затворов. Здесь обычно применяются мощные "цементные" резисторы, мы заменили их на SMD, а чтобы они не перегревались, соединили их много последовательно-параллельно. Разряжаются затворы через диоды и открытые переходы противоположных транзисторов, поэтому к диодам есть определённые требования по скорости работы.

При подаче питания на схему, один из транзисторов откроется раньше, т.к. двух абсолютно одинаковых транзисторов не бывает. Соответственно, затвор другого автоматически разрядится через диод и открытый транзистор. Через катушку индуктивности начнёт протекать ток, контурный конденсатор также зарядится и начнёт отдавать ток в катушку, после чего катушка перезарядит конденсатор импульсом ЭДС самоиндукции, но уже другой полярности, что приведёт к переключению транзисторов. Как нетрудно догадаться из названия, переключение транзисторов происходит при минимальном напряжении в колебательном контуре, что позволяет транзисторам эффективно работать в ключевом режиме с минимальным нагревом.


Транзисторы следует выбирать с запасом по напряжению, т.к. амплитуда в колебательном контуре на резонансной частоте будет втрое выше напряжения питания. Общее сопротивление заряжающих резисторов должно быть в районе 500 Ом, мощность - более 2 Вт. Обычно ставят пятиваттные. Защитный стабилитрон следует выбирать помощнее, не менее 1 Вт, можно использовать супрессор.

При проведении экспериментов следует питать схему от блока питания с защитой по току. Если такового нет, что в разрыв питания следует установить бареттер (например, галогенку) или резистор на 10 Ом, который защитит транзисторы от выгорания, если что-то пойдёт не так.

По данной схеме вы можете собрать довольно мощный универсальный автогенератор, который автоматически настраивается на резонансную частоту LC контура и позволит провести множество полезных и увлекательных экспериментов, описанных, в том числе, и в данном разделе сайта.


zvs.brd (скоро)

Готовый модуль ZVS

Понравилась статья? Алиса Селезнёва говорит: поделись с друзьями!