Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli

KJ 25 Cze 2012 16:40 15762 21
  • 12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli

    Witam.
    Po zeszłorocznych sukcesach związanych z największą zbudowaną przeze mnie DRSSTC, o której poczytać można tutaj: DRSSTC4, stwierdziłem ostatecznie, że bez podbijania napięcia sieci się nie obejdzie. Można oczywiście nawinąć wielkie ciężkie trójfazowe trafo, tylko że to potrafi zrobić każdy. Ja postanowiłem zrobić przetwornicę impulsową. Jako że moje doświadczenie w tym temacie było raczej marne - zrobiłem w życiu kilka małych przetworek na potrzeby zasilania bateryjnego różnych urządzeń.

    Pierwszym pomysłem było skopiowanie projektu Steve'a Warda powstałego w tym samym celu, jednak raz już się przejechałem na jego partyzanckich rozwiązaniach (sterownik DRSSTC1, który spalił 3 komplety tranzystorów, zanim dowiedziałem się, że jest źle zaprojektowany). Postanowiłem się więc poradzić jednego z największych impulsowych guru na tym forum, mianowicie kolegi Lechoo. Oczywiście od razu wyszły nie do końca szczęśliwe rozwiązania Steve'a, czyli relatywnie mała indukcyjność zastosowanych dławików głównych wymaga zastosowania 200A tranzystorów i wspomagania ich dodatkową mniejszą przetwornicą. Rozwiązanie takie oczywiście by działało, jednak można to zrobić lepiej. Kolega Lechoo zaproponował dławik na rdzeniu E65 o indukcyjności około1 mH do tego 30A/1200V tranzystory IGBT i odpowiednie diody. Częstotliwość pracy przetwornicy to około 30kHz. Maksymalny prąd wyjściowy 15-16A przy napięciu do 750V DC.

    Przewinął się pomysł budowy przetwornicy czterofazowej, jednak ostatecznie zdecydowaliśmy się na dwufazową, w której pracują po 2 dławiki, tranzystory i diody na fazę. Wszystkie półprzewodniki zostały umieszczone na jednym radiatorze i odizolowane od niego przekładkami ceramicznymi. Sterownik przetwornicy to SG3526 pracujący w aplikacji podobnej do użytej przez Warda, jednak z drobnymi zmianami wprowadzonymi przez Lecha. Pozostawiliśmy także zabezpieczenie nadnapięciowe, które ma zablokować przetwornicę w przypadku wykrycia krótkiej nawet szpilki napięcia przekraczającej zadany próg. Najbardziej bałem się właśnie takich oscylacji napięcia w momencie zdjęcia pełnego obciążenia, jednak przeprowadzone próby niczego takiego nie wykazały; w momencie dołączenia obciążenia napięcie lekko przysiada - o około 10-15V w momencie zdjęcia wraca do poprzedniego poziomu. Jako sztuczne obciążenie wykorzystałem grzałkę z przepływowego ogrzewacza do wody (oczywiście była chłodzona wodą ;)), która w przeciwieństwie do przetwornicy dość solidnie się zagrzała :D





    Trudno mi podać szczegółowy kosztorys, gdyż projekt był dość mocno rozciągnięty w czasie, gdyż zacząłem go jesienią zeszłego roku, a skończyłem kilka tygodni temu. Całość nie kosztowała więcej niż 600zł. Najdroższymi elementami okazały się półprzewodniki mocy i analogowe mierniki panelowe. W dodatku nie udało mi się zdobyć dwóch jednakowych, więc jeśli ktoś miałby zbędny amperomierz panelowy takiego typu jak woltomierz (96x96mm bocznik 60mV, najlepiej na zakres 15 albo 150A :D), to bardzo chętnie przygarnę, kupię lub zamienię na ten, co jest na zdjęciach. Zasilacz ten jest relatywnie prosty do zbudowania, a do tego śmiertelnie niebezpieczny. Z takimi napięciami nie ma żartów, nawet przy małych wydajnościach prądowych, a co dopiero tutaj. Kolega żartuje, że ta przetwornica świetnie nadaje się do zasilania Tesli albo krzesła elektrycznego. W związku z zagrożeniem nie umieszczam schematów na publicznym forum, jednak jeżeli ktoś chce to zbudować, to oczywiście je udostępnię, ale dopiero po zweryfikowaniu kompetencji zainteresowanego - nie chcę mieć nikogo na sumieniu - proszę wiec o kontaktowanie się na PW w tej sprawie. Na koniec dołączam kilka zdjęć z budowy oraz z pracy Tesli zasilanej tym zasilaczem.

    12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli 12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli 12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli 12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli 12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli 12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli 12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli 12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli 12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli 12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli
    12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli 12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli 12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli 12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli 12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli 12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli 12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli 12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli 12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli


    Fajne! Ranking DIY
  • #2 25 Cze 2012 20:25
    rafpro92
    Poziom 9  

    Dwie fazy? Dwa sinusy, rozumiem na wyjściu z odpowiednią różnicą w fazie między sobą tak? 180 stopni, czy mniej? Można prosić o wykres z oscyloskopu?

  • #3 25 Cze 2012 22:11
    KJ
    Poziom 31  

    To co było rok temu to był ułamek mocy która jest teraz ;) Tesla zapala solidny łuk do ziemi i bardzo lubi wysokie częstotliwości. Jeśli chodzi o długość to jak na razie najlepsza iskra miała 3,5 metra mierząc po prostej od toroidu do uziemionego pręta. Przetwornica dwufazowa z grubsza działa w taki sposób że są dwa dławiki które pracują na przemian z wypełnieniem do 50%. Mam tu pod ręka tylko przebiegi z bramek kluczy przy wypełnieniu 50%
    12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli
    Jak widać 2 górne i 2 dolne przebiegi są odwrócone w fazie w stosunku do siebie. Elektroniką zajmuję się hobbystycznie odkąd sięgam pamięcią ale moje hobby potoczyło się jakoś tak dziwnie że od 3 lat zajmuje się cewkami tesli o których większość ludzi twierdzi że są nie praktyczne. Może i fakt ;) ale dzięki teslom nauczyłem się mnóstwo rzeczy z innych dziedzin ot np techniki impulsowej - prawdopodobnie nigdy bym nie zbudował żadnej przetwornicy gdyby nie cewka tesli ;). Z wykształcenia jestem chemikiem ;)

  • #4 25 Cze 2012 23:04
    KJ
    Poziom 31  

    Jest i film ale niestety średniej jakości z braku dobrego sprzętu do filmowania :(

    Link

  • #5 26 Cze 2012 00:45
    gbd.reg
    Poziom 20  

    Dosyć ładny dźwięk Twoja tesla wydaje w porównaniu do innych konstrukcji, które widziałem ;) Co do projektu, masz + za wyłącznik bezpieczeństwa i stacyjkę, bezpieczeńśtwo przede wszystkim.

    PS. Patrząc na zdjęcia na początku myślałem, że "tłem" przy zdjęciach cewki jest parking pod blokiem i trochę mnie to przeraziło :D

  • #6 26 Cze 2012 12:18
    lechoo
    Poziom 39  

    Witam, pozwolę sobie uzupełnić informację podaną przez Kolegę KJ na temat zasady działania 2-fazowej przetwornicy boost (podwyższającej napięcie) poniższym schematem poglądowym:

    12kW Boost converter, czyli zasilacz do cewki Tesli

    Wyprostowane napięcie sieciowe 3x400V AC doprowadzone jest do zacisków +VDC/-VDC, zaś tranzystory IGBT sterowane są kontrolerem PWM, który otrzymuje informację zwrotną o napięciu wyjściowym przetwornicy, oraz prądzie płynącym przez tranzystory (ogranicznik prądu). W układzie wykonanym przez Autora każda z gałęzi (dławik, tranzystor, dioda) jest zdublowana i sterowana jednocześnie parami, dzięki czemu prądy rozkładają się równomiernie na większą ilość elementów mniejszej mocy.

  • #7 26 Cze 2012 13:15
    Tomasz Gumny
    Poziom 27  

    Mam amperomierze elektromagnetyczne w takich obudowach na zakres 200A (100/5A) z rozciągniętą skalą do 100A.
    Chociaż nie zamierzam czegoś takiego budować, to chętnie obejrzałbym schemat.

  • #8 26 Cze 2012 13:40
    malin90
    Poziom 9  

    naprawdę ładnie to wygląda , ale mam pytanie z innej beczki
    Jak z zakłóceniami na sieci ? W końcu moc jest spora i dodatkowo zasilacz impulsowy, i jak się zachowują inne urządzenia pomijając zakłócenia elektromagnetyczne, bo od tych to nawet z mojej śmiesznej amatorskiej tesli komputer potrafi się włączyć z odległości 5 m

  • #9 26 Cze 2012 14:05
    KJ
    Poziom 31  

    W takim razie masz albo źle zestrojoną albo słabo uziemiona teslę. Ja stoję gdzieś 6-7m od tej tesli i puszczam midy ... z laptopa :D niema problemów.

  • #10 26 Cze 2012 23:01
    Goofy1991
    Poziom 11  

    Imponujące jak z takiego układu można wycisnąć 12kW. Mam parę pytań:
    1. Domyślam się, że ta przetwornica daje na wyjściu napięcie stałe, ten kondensator 820µF to jest ten mniejszy czarny ? Czy taki wystarczy ? jak wygląda napięcie na wyjściu przetwornicy przy dużym obciążeniu DRSSTC4 ?
    2. Dlaczego na jednym ze zdjęć uruchamiasz układ z wyjętymi rdzeniami z dławików? Po co są tam szczeliny magnetyczne pomiędzy rdzeniami ?
    3. Pytanie odnośnie cewek tesli DRSSTC, dlaczego zawsze ludzie dają drut na toroidzie i tylko z niego sypią się iskry ? czy bez drutu nie da się uzyskać takiej długości wyładowań ? Jeśli dobrze myślę to w takim razie toroid stanowi tylko pojemność ?

  • #11 27 Cze 2012 01:35
    Mark Masterson
    Poziom 12  

    Ładny zasilacz, głównie ze względu na moc wyjściową.
    Robiliście może pomiar współczynnika mocy i THD ??

  • #12 27 Cze 2012 17:17
    lodzik1990
    Poziom 18  

    Goofy1991 napisał:

    3. Pytanie odnośnie cewek tesli DRSSTC, dlaczego zawsze ludzie dają drut na toroidzie i tylko z niego sypią się iskry ? czy bez drutu nie da się uzyskać takiej długości wyładowań ? Jeśli dobrze myślę to w takim razie toroid stanowi tylko pojemność ?

    Odpowiedz jest prosta. iskry w DRSSTC nie będą wydobywac się z gładkiego torusa ponieważ napięcie w uzwojeniu wtórnym jest za niskie. Dlatego mocuje się miedziany drut (breakpoint) na toroidzie. Wyładowania wydobywające się wprost z toroidu można zobaczyc w klasycznej cewce Tesli (SGTC) i elektronicznej (0LTC+SSTC)

  • #13 27 Cze 2012 20:53
    KJ
    Poziom 31  

    Nie ma żadnego kondensatora 820uF w moim układzie to co Lechoo podesłał to jest schemat POGLĄDOWY a nie użyty przeze mnie co zresztą zostało napisane. U mnie siedzi elektrolit 1600uF i drugi 8200uF w samej tesli. Uruchomienie bez rdzeni było na małej mocy - kilkanaście W więc stwierdziliśmy ze można ich nie montować - ot po prostu nie było jeszcze zrobionych elementów mocujących dławiki w całość ;) dodatkowo takie próby lepiej przeprowadzać przy mniejszej indukcyjności cewek. Kolega powyżej nie do końca ma rację - wyładowania bez breaka będą ale nie za każdym impulsem a jeśli nastąpi wyzwolenie które nie skończy się wyładowaniem to cała energia wpompowana w obwód wtórny wróci do pierwotnego i prawdopodobnie coś rozwali ;) Break obniża napięcie przy którym rozpoczyna się wyładowanie.

  • #14 27 Cze 2012 21:54
    lechoo
    Poziom 39  

    Próby bez rdzeni w dławikach odbywały się przy znacznie obniżonym napięciu zasilania (kilkadziesiąt V), ponadto mniejsza indukcyjność ułatwiła obserwowanie "rampy" na wyjściu przekładnika prądowego.

  • #15 01 Lip 2012 21:46
    expert242
    Poziom 12  

    Witam.
    Bardzo ciekawy projekt tej cewki tesli. Pomysł z podłączeniem jej do laptopa niezły, i wręcz bardzo staranne wykonanie.

  • #16 07 Lip 2012 21:17
    KJ
    Poziom 31  

    Dołączam jeszcze jeden film z teslą na którym wreszcie coś widać:

    Link

  • #17 15 Lip 2012 13:20
    darkus1212
    Poziom 14  

    Z chęcią bym przyjechał do Mikołowa zobaczyć to cudo :)

  • #18 15 Lip 2012 13:50
    kidu22
    Poziom 35  

    Mam pytanko, czy próbowałeś modulować na częstotliwościach ponadakustycznych i radiowych, czy jest taka możliwość? Jaka jest spodziewana częstotliwość graniczna?

  • #19 15 Lip 2012 14:40
    KJ
    Poziom 31  

    Maksymalna częstotliwość modulacji to 350Hz - przy takiej tesla ciągnie 12kW z sieci przy mniejszych mniej.

  • #20 17 Lip 2012 04:56
    dreaper
    Poziom 18  

    Jedyne co nie podoba mi się w tym projekcie to obudowa, która moim zdaniem w ogóle nie nadaje się do takiego urządzenia. Zacznijmy od tego że powinna być wykonana z odpowiedniego tworzywa zapewniającego dobrą izolację elektryczną zamiast ze sklejki. Kolejne co zauważyłem to śrubki, które powinny być schowane chroniąc przed dotykiem pośrednim.

  • #21 29 Mar 2016 12:59
    JAbłecznik
    Poziom 11  

    dreaper napisał:
    Jedyne co nie podoba mi się w tym projekcie to obudowa, która moim zdaniem w ogóle nie nadaje się do takiego urządzenia. Zacznijmy od tego że powinna być wykonana z odpowiedniego tworzywa zapewniającego dobrą izolację elektryczną zamiast ze sklejki. Kolejne co zauważyłem to śrubki, które powinny być schowane chroniąc przed dotykiem pośrednim.


    Przy napieciu 0,75kV to potraktowałbym to urządzenie jako urządzenie KLASY I.
    Zastosował metalową obudowę i jakies zabezpieczenie od strony zasilania.
    Nie wiem tylko jak to zabezpieczyc na wyjściu.

  • #22 16 Kwi 2016 14:00
    expert242
    Poziom 12  

    Zależy z jakim zasilaniem tego urządzenia mamy do czynienia.

    230 V AC czy 400 V AC :)
    Jeżeli chcemy zabezpieczyć urządzenie przed porażeniem użytkownika stosujemy przewód ochronny osobny, gdy chcemy mieć dobre zasilanie, to należy stosować odpowiednie filtrowanie ze strony sieci aby uchronić nasz projekt od tętnień sieci elektroenergetycznej :). Układy można stosować na bazie kondensatorów na 250 V AC wraz z dławieniem :). Takie projekty są dostępne w internecie i można je łatwo zrobić.

    pozdrawiam :)