POZOR! Toto zařízení generuje vysoké napětí a silné elektrické pole a nemělo by být provozováno bez stínění. Zařízení je provozováno přímo ze sítě. Dotyk živých částí může mít fatální následky. Zříkám se veškeré zodpovědnosti za jakékoliv následky stavby tohoto zařízení. Vše je BEZ ZÁRUKY A NA VAŠE VLASTNÍ RIZIKO.
Toto je malý elektronkový Teslův transformátor s elektronkou PL500/PL504 napájený ze zdvojeného síťového napětí.
Hotové zařízení v provozu (klikněte pro plné rozlišení)
Schéma zapojení (klikněte pro plné rozlišení)
Schéma je rozděleno na tři části. Pozor, "zem" v obvodu je plovoucí na síťovém napětí a NESMÍ být spojena se skutečnou zemí! Horní část se skládá z pojistky (F1), filtračního kondenzátoru C2, NTC termistoru na omezení proudového nárazu TH1 (zde je použit termistor z PC zdroje s odporem cca 5 Ω při pokojové teplotě), zdvojovače napětí (C3, C4, D2, D1, D2), kondenzátoru C5 (filtrace/blokování), samotného obvodu VTTC (U1, R5, C8, C9, R8) a signalizace provozu (R10 a doutnavka X3). Ke konektoru J1 je přivedeno síťové napětí. Pojistka F1 má hodnotu 2,5 A, jedná se o pomalý typ. Místo kondenzátorů C3, C4 lze použít jen jeden větší (cca 150-330 µF). Dioda D1 chrání kondenzátory před opačnou polaritou. Rezistor R3 slouží pro vybíjení kondenzátorů po odpojení napájení (časová konstanta je 24 s, kondenzátory budou vybité na bezpečné napětí po přibližně minutě).
Samotný VTTC je zapojen jako oscilátor ve třídě C (zapojení připomíná Meissnerův/Armstrongův oscilátor). Zpětná vazba je připojená k první mřízce elektronky pomocí C9, R8 a je získána z pomocného vinutí L2 (cca 8 závitů). Druhá mřížka je napájena přes rezistor R7. Zde byly použity dva rezistory 33 kΩ/5 W paralelně pro získání hodnoty 16,5 kΩ/10 W.
Na anodu elektronky je připojen rezonanční obvod skládající se z primární cívky (L1) a kondenzátoru C8 (C_res). Cívka L1 je navinuta stejně jako L2 na trubce o průměru 5 cm a má 10-15 závitů (s odbočkami mezi 10. a 15. závitem pro ladění). Kondenzátor C8 je složen ze sériové kombinace tří kondenzátorů WIMA FKP1 1 nF/2 kV= (333 pF, 6 kV). K této kombinaci je paralelně pripojen ještě kondenzátor 33 pF na 3 kV, celková kapacita je tedy cca 370 pF. Tento rezonanční kondenzátor musí snést poměrně velké napětí (doporučuji >2 kV) a velké proudy, je tedy vhodné použít typ vhodný pro pulzní provoz (např. FKP1 atd.). Hodnota kondenzátoru i primární cívky záleží na rezonanční frekvenci sekundární cívky, měly by být naladěny na cca stejnou frekvenci f=1/(2*π*sqrt(L*C)). Uzel s katodou elektronky je označen REG_SW. Pokud není regulace implementována, měla by být anoda spojena s GND.
Začátky (či konce, ale u obou cívek to musí být stejné) L1, L2 jsou označeny tečkou. Při špatném fázování zpětné vazby (přehozená cívka) obvod nebude fungovat.
Druhá část obvodu zajišťuje žhavení. Vzhledem k tomu, že jsem zrovna měl po ruce transformátor s 13 V výstupem, použil jsem ten spolu se zdvojovačem napětí (naměřený výstup při zátěži je cca 26-28 V). Lze použít i 27 V 0,3 A transformátor (případně jiný pro jiný typ elektronky) a vynechat zdvojovač napětí. Transformátor je opět jištěn pojistkou.
Třetí část obvodu je vynechatelná a zajišťuje regulaci odpojováním/připojováním katody. Potenciometrem RV1 (musí mít plastovou hřídel!) se nastavuje doba provozu v každém síťovém cyklu. Místo MOSFETu Q1 (IRFP460N) lze použít i slabší, pravděpodobně i na nižší napětí. V jeho drainu je snubber složený z R1, C1. Gate je vybíjen rezistorem R2 a chráněn Zenerovou diodou D2. Dioda D1 jednocestně usměrňuje síťový vstup. Rezistory R5, R6 tvoří spolu s RV1 nastavitelný dělič napětí. Pokud napětí překročí určitou hodnotu, doutnavky X1, X2 (zápalné napětí každé je cca 80 V) se zažehnou, jejich napěťový úbytek klesne, napětí mezi G-S Q1 vzroste a Q1 sepne. Když napětí na výstupu děliče klesne (a tedy i proud přes X1, X2), obvod se opět deaktivuje. Tímto je zajištěno, že VTTC pracuje jen s cca 5-40% střídou (elektronka se tolik nezahřívá).
Sekundární cívka má cca 3,2 cm průměr, 8 cm výšku a frez 2,4 MHz. Byla vinuta lakovaným drátem s průměrem okolo 0,15 mm. Deska plošných spojů byla nakreslena ručně fixou.
Použitá elektronka PL500 byla již poměrně opotřebená, s neopotřebenou či lepší (např. PL509, 6P45S) elektronkou by byly výboje pravděpodobně větší. Nicméně tento obvod funguje OK.
Hotové zařízení (klikněte pro plné rozlišení)