其原理(li)是(shi)使(shi)用變壓(ya)器使(shi)普通電(dian)(dian)(dian)壓(ya)升壓(ya),然后(hou)經由(you)兩極線(xian)圈,從放電(dian)(dian)(dian)終端放電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)設備。特斯拉線(xian)圈由(you)兩個回路通過(guo)線(xian)圈耦合(he)。首先(xian)電(dian)(dian)(dian)源對(dui)電(dian)(dian)(dian)容(rong)C1充(chong)電(dian)(dian)(dian),當(dang)電(dian)(dian)(dian)容(rong)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)高到(dao)一定程度超過(guo)了打火(huo)間(jian)(jian)隙(xi)的(de)(de)閾值,打火(huo)間(jian)(jian)隙(xi)擊穿空氣打火(huo),變壓(ya)器初(chu)級(ji)(ji)線(xian)圈的(de)(de)通路形(xing)成,能(neng)量在電(dian)(dian)(dian)容(rong)C1和初(chu)級(ji)(ji)線(xian)圈L1之(zhi)間(jian)(jian)振(zhen)蕩(dang),并通過(guo)耦合(he)傳遞(di)到(dao)次級(ji)(ji)線(xian)圈。次級(ji)(ji)線(xian)圈也是(shi)一個電(dian)(dian)(dian)感,放頂罩C2和大地之(zhi)間(jian)(jian)可以等效(xiao)為一個電(dian)(dian)(dian)容(rong),因此也會發生LC 振(zhen)蕩(dang).當(dang)兩級(ji)(ji)振(zhen)蕩(dang)頻率一樣(yang)發生諧(xie)振(zhen)的(de)(de)時候(hou),初(chu)級(ji)(ji)回路的(de)(de)能(neng)量會涌(yong)到(dao)次級(ji)(ji),放電(dian)(dian)(dian)端的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)峰(feng)值會不斷增加(jia),直到(dao)放電(dian)(dian)(dian)。
SGTC(Spark Gap Tesla Coil)=火花間隙特斯拉線圈
尼(ni)古拉(la)·特(te)(te)斯(si)拉(la)先生(sheng)本人當(dang)年發明的“特(te)(te)斯(si)拉(la)線圈”就屬于(yu)SGTC。由于(yu)構造、原理較為簡(jian)單,所(suo)以也是現階段初(chu)學(xue)者入門特(te)(te)斯(si)拉(la)線圈。
SISGTC(Sidac-IGBT SGTC)=觸發二(er)極管(guan)特斯拉線圈(quan)
由觸發(fa)二極管(guan)--IGBT管(guan)組成(cheng)的(de)電(dian)路組代替傳(chuan)統火花(hua)間隙工作,達到消除打火噪音的(de)目的(de)。
SSTC(Solid State Tesla Coil)=固態特(te)斯(si)拉線圈(quan)
說通(tong)俗些是個單諧振(zhen)(zhen)的(de)電子開關特斯(si)拉線圈,初(chu)級(ji)不發(fa)生串聯諧振(zhen)(zhen),只給次級(ji)提供可以(yi)滿足次級(ji)LC發(fa)生串聯諧振(zhen)(zhen)的(de)頻率,讓次級(ji)線圈發(fa)生串聯諧振(zhen)(zhen),初(chu)級(ji)電流(liu)為激勵源電壓除(chu)以(yi)交流(liu)阻抗(kang)。
優點:具有低噪音、高效率、壽(shou)命(ming)長的特點,因而得(de)到了(le)很好的發展(zhan)。
缺點:初級(ji)線圈給次級(ji)線圈提供的勵磁功率有限,電弧(hu)不長。
ISSTC(Interrupted SSTC)=帶滅弧固態特斯拉線圈
同(tong)輸出功率下,SSTC的電(dian)弧(hu)(hu)成簇狀,且明顯不如(ru)SGTC壯(zhuang)觀。這時,可(ke)以加上一個滅(mie)弧(hu)(hu)器來(lai)模仿SGTC的工作,電(dian)弧(hu)(hu)可(ke)以長(chang)一些(xie),還(huan)可(ke)以利用音(yin)頻信號滅(mie)弧(hu)(hu)信號來(lai)演(yan)奏音(yin)樂。
DRSSTC(Dual Resonant SSTC)=雙(shuang)諧振特(te)斯(si)拉線圈
DRSSTC本(ben)質(zhi)屬于一個(ge)(ge)串聯諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)逆(ni)變(bian)器,相對于SSTC來說,由于初(chu)級(ji)線(xian)圈(quan)發(fa)生了(le)串聯諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen),初(chu)級(ji)線(xian)圈(quan)電(dian)感(gan)兩端的(de)電(dian)壓(ya)為(wei)激勵(li)源電(dian)壓(ya)的(de)Q倍,諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)阻(zu)抗Z(R)因子很(hen)低,因此初(chu)級(ji)的(de)諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)電(dian)流很(hen)大(da)(諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)電(dian)壓(ya)除以諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)阻(zu)抗等(deng)于諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)電(dian)流),此時(shi)給(gei)次(ci)級(ji)提供的(de)勵(li)磁功(gong)率(lv)(lv)也會很(hen)大(da),和SSTC可不(bu)是一個(ge)(ge)數(shu)量級(ji)的(de)。相比SSTC來說,SSTC的(de)初(chu)級(ji)線(xian)圈(quan)給(gei)次(ci)級(ji)線(xian)圈(quan)無法提供足夠大(da)的(de)勵(li)磁功(gong)率(lv)(lv),所以導致SSTC產生的(de)閃電(dian)壯觀程度不(bu)及同功(gong)率(lv)(lv)等(deng)級(ji)的(de)火花隙特斯拉(la)線(xian)圈(quan)。
DRSSTC的(de)(de)初級線圈(quan)不僅滿足了次(ci)級線圈(quan)的(de)(de)電感和(he)分布(bu)電容發生串聯諧振的(de)(de)條件(jian),也能夠(gou)(gou)給次(ci)級線圈(quan)提供(gong)足夠(gou)(gou)大的(de)(de)勵磁(ci)功率,所以DRSSTC的(de)(de)電弧長度會很長。
優點:相比SGTC來說(shuo),沒有(you)火花間隙(xi)的(de)聲光污(wu)染,可(ke)控性強,可(ke)以放音樂,效率(lv)高,壽命長。
QCWDRSSTC(Quasi Continuous Wave DRSSTC)=準連續(xu)波雙(shuang)諧振固態特(te)斯拉線(xian)圈
CWDRSSTC(Continuous Wave DRSSTC)=連續波雙諧(xie)振固態特斯(si)拉
實驗(yan)證明,連續模式(CW)的特斯拉線圈(quan)由于功率要是在沒有時(shi)間(jian)限制情況發揮出來弧并不長,且呈簇狀(zhuang)。
VTTC(Vacuum Tube Tesla Coil)=真空管特(te)斯(si)拉線圈
當電(dian)子管(guan)(guan)逐漸退(tui)出(chu)我們的視野(ye)時,一群電(dian)子管(guan)(guan)發燒友用它們做(zuo)出(chu)了VTTC。電(dian)子管(guan)(guan)本身有(you)高(gao)頻性能好等(deng)等(deng)優點,所以(yi)做(zuo)出(chu)的VTTC效果十分獨特(te)。但(dan)是(shi),不可否認,電(dian)子管(guan)(guan)本身有(you)造(zao)價高(gao)、壽命低、效率(lv)低、發熱(re)嚴重以(yi)及極(ji)易(yi)損壞等(deng)缺點,VTTC未能大范圍流行。
基本原理,類(lei)似(si)于晶體(ti)管的(de)自激。
SSVC(Solid State Valve Coil)=固態(tai)-真空管(guan)特(te)斯拉(la)線(xian)圈
OLTC(Off Line Tesla coil)=離線式特斯拉線圈(quan)
當我們把SGTC的打火器去掉,換成(cheng)一個(ge)MOSFET或(huo)者IGBT來代替,并(bing)在(zai)用(yong)一個(ge)二極(ji)管反向并(bing)聯在(zai)D極(ji)和S極(ji)(如果是IGBT,就是C極(ji)和E極(ji))上,并(bing)用(yong)一個(ge)固態的電路來控制這(zhe)個(ge)開關管,再加(jia)以低壓驅動,就成(cheng)了OLTC。
它的本質原理依然是(shi)LC振蕩,且和SGTC幾(ji)乎相同,不同的地方(fang),就是(shi)把打火器(qi)換成了(le)固態開(kai)關,并(bing)使用了(le)低(di)壓驅動(dong)。其它地方(fang)沒有太(tai)多區別。
由于(yu)是(shi)(shi)低壓驅動,無法形(xing)成太大的電流,所以(yi)OLTC的電弧是(shi)(shi)不如SGTC壯觀的。
特斯拉線圈(quan)是由一個(ge)感應(ying)圈(quan)、變壓器、打火(huo)器、兩個(ge)大(da)電容(rong)器和一個(ge)初(chu)級線圈(quan)僅幾圈(quan)的互感器組成。
2007年,曾經有一篇介紹(shao)特斯拉線圈(quan)的文章:《近距離接觸“死亡(wang)之手(shou)” 家中制造的人(ren)工閃電(dian)》。其中大概介紹(shao)了(le)特斯拉線圈(quan)的大概組成部(bu)分和原(yuan)理。
特(te)斯(si)拉(la)線圈(quan)(Tesla Coil)是一(yi)種(zhong)使用(yong)共(gong)振原(yuan)理運作的(de)(de)(de)變壓器(共(gong)振變壓器),由(you)美籍塞爾(er)維亞裔(yi)科學家尼古拉(la)·特(te)斯(si)拉(la)在1891年發明,主要(yao)用(yong)來生產(chan)超(chao)高電(dian)(dian)壓但低電(dian)(dian)流(liu)、高頻率的(de)(de)(de)交流(liu)電(dian)(dian)力。特(te)斯(si)拉(la)線圈(quan)由(you)兩組(有時用(yong)三組)耦合的(de)(de)(de)共(gong)振電(dian)(dian)路組成。特(te)斯(si)拉(la)線圈(quan)難(nan)以界(jie)定,尼古拉(la)·特(te)斯(si)拉(la)試(shi)行了大(da)量的(de)(de)(de)各(ge)種(zhong)線圈(quan)的(de)(de)(de)配置。特(te)斯(si)拉(la)利用(yong)這些線圈(quan)進行創新實(shi)驗,如電(dian)(dian)氣照明,熒光(guang)光(guang)譜,X射線,高頻率的(de)(de)(de)交流(liu)電(dian)(dian)流(liu)現(xian)象,電(dian)(dian)療和無(wu)(wu)線電(dian)(dian)能傳輸,發射、接收無(wu)(wu)線電(dian)(dian)電(dian)(dian)信號(hao)。
尼(ni)古拉(la)(la)·特(te)斯(si)拉(la)(la)是(shi)(shi)一(yi)位偉大(da)的(de)(de)科(ke)學(xue)家。但值得一(yi)提的(de)(de)是(shi)(shi),這位絕世天才的(de)(de)偉大(da)發(fa)明家幾(ji)乎被人們遺忘。尼(ni)古拉(la)(la)·特(te)斯(si)拉(la)(la)其中之一(yi)發(fa)明就是(shi)(shi)特(te)斯(si)拉(la)(la)線(xian)(xian)圈 ,原理為(wei)把一(yi)個(ge)線(xian)(xian)圈連(lian)(lian)接(jie)在電源上,作(zuo)為(wei)發(fa)射(she)(she)器傳(chuan)輸能(neng)量(liang);另(ling)一(yi)個(ge)線(xian)(xian)圈連(lian)(lian)著燈泡(pao),作(zuo)為(wei)能(neng)量(liang)接(jie)收器。通電后(hou),發(fa)射(she)(she)器能(neng)夠以10兆赫茲的(de)(de)頻(pin)率振動(dong),另(ling)一(yi)個(ge)線(xian)(xian)圈連(lian)(lian)著的(de)(de)燈泡(pao)將被點亮。后(hou)來(lai),特(te)斯(si)拉(la)(la)試圖(tu)利(li)用地球本身和大(da)氣電離層為(wei)諧振電容來(lai)實現(xian)無線(xian)(xian)輸電,為(wei)此(ci)在紐約長島建造(zao)了一(yi)個(ge)29米高的(de)(de)發(fa)射(she)(she)塔(沃(wo)登(deng)克(ke)里(li)弗(fu)塔),但值得一(yi)提的(de)(de)是(shi)(shi):由于摩根覺得此(ci)行為(wei)與自己利(li)益毫無關系決(jue)定(ding)撤資,實驗工地的(de)(de)設(she)備也被法院沒收充當(dang)抵押,沃(wo)登(deng)克(ke)里(li)弗(fu)塔被拆除(chu)。
特(te)(te)斯(si)拉后來發明了(le)所謂的“放大發射機”,稱之為大功率高頻(pin)傳輸(shu)線共振變(bian)壓器,用(yong)于無(wu)線輸(shu)電試驗。特(te)(te)斯(si)拉的無(wu)線輸(shu)電技術。
特(te)斯(si)拉線(xian)(xian)圈不僅僅是被用(yong)(yong)在游戲或藝(yi)術方面,更可(ke)貴的(de)(de)是它擁(yong)有重大(da)(da)意義的(de)(de)用(yong)(yong)途,比如利(li)(li)用(yong)(yong)特(te)斯(si)拉線(xian)(xian)圈可(ke)以(yi)實現電(dian)(dian)(dian)能(neng)的(de)(de)無(wu)線(xian)(xian)傳輸(shu),且該方式傳輸(shu)效率高、對生(sheng)態(tai)破壞(huai)性(xing)小,但(dan)是實際應(ying)用(yong)(yong)中還存在諸多困(kun)難和障礙,還無(wu)法(fa)將其應(ying)用(yong)(yong)到實際電(dian)(dian)(dian)力輸(shu)送中。閃(shan)電(dian)(dian)(dian)是一(yi)(yi)種大(da)(da)氣放電(dian)(dian)(dian)現象,閃(shan)電(dian)(dian)(dian)發(fa)生(sheng)時(shi)釋放巨大(da)(da)的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang),其電(dian)(dian)(dian)壓(ya)高達數百(bai)萬伏,平均電(dian)(dian)(dian)流約2×105A。據估計,地球每秒(miao)鐘被閃(shan)電(dian)(dian)(dian)擊中的(de)(de)次數達到45次.一(yi)(yi)次閃(shan)電(dian)(dian)(dian)所產(chan)生(sheng)的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)足(zu)以(yi)讓一(yi)(yi)輛(liang)普通轎車行駛大(da)(da)約290~1450km,相(xiang)當于(yu)30~144L汽油產(chan)生(sheng)的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)。而(er)對閃(shan)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)利(li)(li)用(yong)(yong)卻是相(xiang)當困(kun)難的(de)(de),這是因為閃(shan)電(dian)(dian)(dian)發(fa)生(sheng)時(shi)間短至幾十毫秒(miao),很難被捕(bu)捉到。而(er)特(te)斯(si)拉線(xian)(xian)圈則是捕(bu)捉閃(shan)電(dian)(dian)(dian)的(de)(de)可(ke)能(neng)性(xing)工具之一(yi)(yi)。
SGTC,它是(shi)由一(yi)個(ge)(ge)感應圈、變壓(ya)(ya)(ya)器(qi)、打(da)(da)火器(qi)、兩個(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)器(qi)和(he)一(yi)個(ge)(ge)初級線圈僅幾圈的(de)(de)互感器(qi)組成。原理是(shi)使用變壓(ya)(ya)(ya)器(qi)使普通電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)升壓(ya)(ya)(ya),然(ran)后經由兩極線圈,從放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)終(zhong)端放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)設(she)備。通俗(su)一(yi)點說,它是(shi)一(yi)個(ge)(ge)人(ren)工閃電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)制造器(qi)。放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)時,未打(da)(da)火時能(neng)量由變壓(ya)(ya)(ya)器(qi)傳(chuan)遞到電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)陣(zhen);當電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)陣(zhen)充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)完(wan)畢(bi),兩極電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)達到擊穿打(da)(da)火器(qi)中的(de)(de)縫隙的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)時,打(da)(da)火器(qi)打(da)(da)火。此(ci)時電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)陣(zhen)與主線圈形成回(hui)路(lu),完(wan)成LC振(zhen)蕩,進而將能(neng)量傳(chuan)遞到次(ci)級線圈。這種裝置可以(yi)產生頻率很高(gao)的(de)(de)高(gao)壓(ya)(ya)(ya)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流,有極高(gao)危險。特斯拉線圈的(de)(de)線路(lu)和(he)原理都非常簡(jian)單,但要將它調(diao)整到與環(huan)境完(wan)美的(de)(de)共振(zhen)很不容(rong)易,特斯拉就是(shi)特別擅長這項(xiang)技藝的(de)(de)人(ren)。
工作過程:
首(shou)先,交流電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)經(jing)過(guo)升壓(ya)變壓(ya)器升至(zhi)2000V以上(可以擊穿空(kong)氣),然后經(jing)過(guo)由(you)四(si)個(ge)(ge)(或(huo)四(si)組)高壓(ya)二極管(guan)組成(cheng)的(de)(de)(de)(de)全波(bo)(bo)整流橋,給主電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容(C1)充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)。打(da)火(huo)器是由(you)兩個(ge)(ge)光滑(hua)表(biao)面(mian)構(gou)成(cheng)的(de)(de)(de)(de),它們(men)之間(jian)(jian)有幾毫米的(de)(de)(de)(de)間(jian)(jian)距,具(ju)體的(de)(de)(de)(de)間(jian)(jian)距要由(you)高壓(ya)輸出端(duan)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)決(jue)定(ding)。當主電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容兩個(ge)(ge)極板之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)勢差(cha)達(da)到一(yi)定(ding)程(cheng)度時(shi),會(hui)擊穿打(da)火(huo)器處的(de)(de)(de)(de)空(kong)氣,和(he)初級(ji)線圈(quan)(quan)(L1,一(yi)個(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)感(gan))構(gou)成(cheng)一(yi)個(ge)(ge)LC振(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)回(hui)路(lu)。這時(shi),由(you)于LC振(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang),會(hui)產(chan)生一(yi)定(ding)頻(pin)率(lv)的(de)(de)(de)(de)高頻(pin)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)波(bo)(bo),通常在(zai)(zai)100kHz到1.5MHz之間(jian)(jian)。放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)頂(ding)端(duan)(C2)是一(yi)個(ge)(ge)有一(yi)定(ding)表(biao)面(mian)積(ji)且導電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)光滑(hua)物體,它和(he)地面(mian)形成(cheng)了(le)一(yi)個(ge)(ge)“對地等效電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容”,對地等效電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)容和(he)次(ci)(ci)級(ji)線圈(quan)(quan)(L2,一(yi)個(ge)(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)感(gan))也會(hui)形成(cheng)一(yi)個(ge)(ge)LC振(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)回(hui)路(lu)。當初級(ji)回(hui)路(lu)和(he)次(ci)(ci)級(ji)回(hui)路(lu)的(de)(de)(de)(de)LC振(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)頻(pin)率(lv)相等時(shi),在(zai)(zai)打(da)火(huo)器打(da)通的(de)(de)(de)(de)時(shi)候(hou),初級(ji)線圈(quan)(quan)發出的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)大部分會(hui)被次(ci)(ci)級(ji)的(de)(de)(de)(de)LC振(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)回(hui)路(lu)吸收。從(cong)理論上講,放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)頂(ding)端(duan)和(he)地面(mian)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)勢差(cha)是無(wu)限大的(de)(de)(de)(de),因此在(zai)(zai)次(ci)(ci)級(ji)線圈(quan)(quan)的(de)(de)(de)(de)回(hui)路(lu)里(li)面(mian)會(hui)產(chan)生高壓(ya)小電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)(de)(de)高頻(pin)交流電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(頻(pin)率(lv)和(he)LC振(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)頻(pin)率(lv)一(yi)致),此時(shi)放(fang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)頂(ding)端(duan)會(hui)和(he)附近接地的(de)(de)(de)(de)物體放(fang)出一(yi)道(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)弧。
盡管從理論上講,放電(dian)(dian)頂端(duan)和(he)地面的(de)電(dian)(dian)勢差為無限大,但是(shi)在實(shi)際上電(dian)(dian)弧(hu)的(de)長(chang)度(du)不(bu)會無限大,它受到供電(dian)(dian)電(dian)(dian)源(升壓(ya)變壓(ya)器)的(de)功率(lv)限制,計算(suan)方(fang)式(shi)為:電(dian)(dian)弧(hu)長(chang)度(du)(單(dan)位(wei)(wei):厘米)=4.318×根號(hao)下P(單(dan)位(wei)(wei):W),前(qian)提是(shi)初級(ji)LC振(zhen)蕩回路(lu)(lu)和(he)次級(ji)LC振(zhen)蕩回路(lu)(lu)的(de)LC振(zhen)蕩頻(pin)率(lv)完全一致(即所謂的(de)“諧振(zhen)”狀態,此(ci)時(shi)電(dian)(dian)弧(hu)長(chang)度(du)會達(da)到最長(chang)且效率(lv)最高(gao))。如(ru)果不(bu)諧振(zhen)(初級(ji)和(he)次級(ji)頻(pin)率(lv)不(bu)相等),電(dian)(dian)弧(hu)長(chang)度(du)將無法(fa)達(da)到公式(shi)計算(suan)的(de)結果。
判斷(duan)是(shi)(shi)否諧(xie)振(zhen)(zhen)的(de)方法:1.L1C1=L2C2;2.初級LC振(zhen)(zhen)蕩頻(pin)率=次級LC振(zhen)(zhen)蕩頻(pin)率。達到兩個情況中(zhong)的(de)任意一(yi)(yi)種(zhong),即(ji)為諧(xie)振(zhen)(zhen)。事(shi)實上,這兩種(zhong)情況的(de)實質是(shi)(shi)一(yi)(yi)樣(yang)的(de),即(ji),符合條件1的(de)時候,一(yi)(yi)定會符合條件2。
現(xian)代的(de)愛好者(zhe)們,根據特斯拉線(xian)圈由(you)LC振(zhen)蕩接收能量的(de)原(yuan)理,設計出(chu)了極具現(xian)代感的(de)SSTC。早期的(de)SSTC玩家大多數都是(shi)外國(guo)人。
固態特斯拉線圈(quan),是(shi)由(you)(you)芯片振蕩代(dai)替SGTC的(de)LC振蕩并由(you)(you)放(fang)大(da)(da)器(qi)放(fang)大(da)(da)功(gong)率后(hou)驅動次(ci)級線圈(quan)部分的(de)特斯拉線圈(quan)。它的(de)原理依舊是(shi)LC振蕩,只是(shi)發(fa)射端(duan)作了改動。
固(gu)態特斯拉線圈(quan)還可以通(tong)過(guo)音頻來控制,使電弧(hu)推(tui)動空(kong)氣(qi)發聲。
固態(tai)特斯拉線圈是(shi)通過芯片的(de)振蕩(dang)來(lai)產生高頻(pin)交流電的(de)。由于固態(tai)特斯拉線圈的(de)工作(zuo)比較好控制,固態(tai)特斯拉線圈有兩(liang)種(zhong):定頻(pin)和追頻(pin)。定頻(pin),即(ji)初級部(bu)分只能發射(she)出一個固定的(de)頻(pin)率;而(er)追頻(pin),就(jiu)是(shi)初級部(bu)分會根據次級部(bu)分的(de)LC振蕩(dang)頻(pin)率自動調(diao)整(zheng)發射(she)頻(pin)率,從而(er)達(da)到(dao)完美的(de)諧振。所(suo)以(yi),追頻(pin)SSTC已經(jing)成(cheng)為固態(tai)特斯拉線圈的(de)主流。
這(zhe)是一(yi)張由555定(ding)時器芯片控制(zhi)的定(ding)頻(pin)SSTC電路圖,來源不(bu)詳(xiang)(根據(ju)推(tui)測(ce),有可能是貼吧的 Tesla粉絲 的作品)。
其中,NE555是頻(pin)率源,即(ji)產(chan)生高頻(pin)信號(hao)的芯片。它(ta)通過8、7腳(jiao)上的電阻(zu)和(he)6腳(jiao)上的電容來控(kong)制輸出頻(pin)率,對于它(ta)的原理(li),在(zai)此(ci)不作過多解釋。
555定時器由3腳輸出(chu)(chu)高(gao)頻信號。在電(dian)(dian)路圖(tu)1中,輸出(chu)(chu)的(de)(de)信號經過(guo)(guo)3個(ge)晶體(ti)管(guan)的(de)(de)放大(da)(da),輸入到一個(ge)MOSFET(金屬氧化物場(chang)效應晶體(ti)管(guan))的(de)(de)門極,經過(guo)(guo)放大(da)(da),在初級(ji)線圈輸出(chu)(chu)強度(du)較高(gao)的(de)(de)高(gao)頻電(dian)(dian)磁(ci)波,被次(ci)(ci)級(ji)線圈接收,由于(yu)LC振蕩,在次(ci)(ci)級(ji)線圈中產生電(dian)(dian)流,從而產生電(dian)(dian)弧。
制作定(ding)頻(pin)(pin)SSTC,需要使芯(xin)片(pian)輸出(chu)的(de)頻(pin)(pin)率和次級(ji)部分(fen)的(de)LC振蕩頻(pin)(pin)率一致,才能諧振。所以,電(dian)路(lu)圖1中(zhong),7腳上的(de)電(dian)阻用一個定(ding)值電(dian)阻和一個電(dian)位器代替(ti),可(ke)以比較方便(bian)地調節輸出(chu)頻(pin)(pin)率,從而諧振。
特(te)別說明,如(ru)果按照(zhao)這(zhe)張電路圖的(de)參數制作(zuo),輸出(chu)的(de)頻(pin)率對于(yu)一(yi)般的(de)SSTC來(lai)講有點低了,所以盡量不(bu)要(yao)按照(zhao)這(zhe)張圖的(de)數據來(lai)制作(zuo)。
定頻電路有它本身的(de)缺點,于是追(zhui)頻電路誕(dan)生了。
Steve的追(zhui)頻SSTC
這(zhe)是(shi)(shi)國外愛好(hao)者Steve Ward的電路,是(shi)(shi)追頻電路。
首先(xian),對次(ci)(ci)級線圈發(fa)射(she)(she)一些能量(liang),使它內部有高(gao)頻交流電(dian)(dian)(LC振蕩),然后會發(fa)射(she)(she)出電(dian)(dian)磁(ci)波(bo)(bo)。電(dian)(dian)磁(ci)波(bo)(bo)被天(tian)線接(jie)收(圖2中的(de)Antenna),經過(guo)兩個邏輯門(men)成為正(zheng)電(dian)(dian)壓的(de)信號,然后輸入兩枚功率放大(da)芯片(pian),再(zai)(zai)通過(guo)GDT(Gate Driver Transformer,門(men)驅動變(bian)壓器(qi))輸入到一個半橋(功率放大(da)電(dian)(dian)路,后面會詳細地講)中,產(chan)生強度(du)較高(gao)的(de)電(dian)(dian)磁(ci)波(bo)(bo),被次(ci)(ci)級線圈接(jie)收。此時次(ci)(ci)級線圈內再(zai)(zai)次(ci)(ci)有了能量(liang),會以電(dian)(dian)磁(ci)波(bo)(bo)的(de)形(xing)式發(fa)射(she)(she)出來,輸入天(tian)線,于是就(jiu)這(zhe)(zhe)樣循(xun)環下去了,這(zhe)(zhe)種反(fan)饋(kui)方式叫(jiao)天(tian)線反(fan)饋(kui)。
除了上(shang)述(shu)的反(fan)饋(kui)方(fang)式,磁(ci)環反(fan)饋(kui)是另(ling)一種反(fan)饋(kui)方(fang)式,在一個大(da)小合適的磁(ci)環上(shang)面繞上(shang)30到50匝(za)的導(dao)線(xian),將導(dao)線(xian)的兩端接到圖(tu)2中的反(fan)饋(kui)處,然后將次級的地線(xian)穿過磁(ci)環繞一匝(za)再接地就(jiu)可以(yi)了。
天線反饋的(de)優(you)點是(shi)(shi)制作簡(jian)單,原理是(shi)(shi)利用電(dian)磁波遇到金屬會產生感(gan)生電(dian)流的(de)特性;缺(que)點是(shi)(shi)驅動電(dian)路也(ye)要接地,有時候會出現起振困難的(de)狀況。磁環反饋則(ze)正好與天線反饋相反。
追頻電(dian)路是(shi)由次級LC振蕩回路直接采集(ji)頻率信(xin)息,從而(er)發射電(dian)磁波,于是(shi)可以達到(dao)完(wan)美的(de)諧振。
信不(bu)信由你(ni),特斯拉線圈不(bu)只能夠(gou)保護你(ni)的筆(bi)記本電腦、彈奏美妙的樂曲,還可以讓一群人一起歡呼,一同流(liu)口水唷!
這(zhe)場(chang)在(zai)加州圣馬(ma)刁 Maker Faire 2008 會場(chang)內的表(biao)演,炫麗的閃(shan)光不(bu)僅讓旁觀的觀眾驚呼(hu)連(lian)連(lian),而在(zai)嘶(si)嘶(si)作響(xiang)的閃(shan)光聲中,隱約還能(neng)聽到(dao)(dao)嘖嘖的口水聲。不(bu)過(guo)這(zhe)可(ke)不(bu)是觀眾被閃(shan)電電到(dao)(dao)臉部抽筋所(suo)至亂噴口水,而是由于在(zai)這(zhe)兩座線圈(quan)中掛有成打的熱狗(gou),當閃(shan)電刷過(guo)的時(shi)候,陣陣的香(xiang)味也就跟著飄了出來。