固态特斯拉线圈的总结
固态特斯拉线圈,修正了传统的SGTC的很多缺点,又增加了很多新功能,比如音乐灭弧等。不过,由于固态特斯拉线圈需要功率管进行放大信号,所以功率管的功率直接影响到线圈的功率,而功率管的功率是和价格成正比的。SSTC也有缺点,比如,同输出功率下,SSTC的电弧成簇状,且明显不如SGTC壮观。这时,可以加上一个灭弧器来模仿SGTC的工作,电弧可以长一些。而DRSSTC由于有了谐振电容,兼具了SSTC噪音小、寿命长和SGTC电弧壮观的优点,受到大量爱好者的推崇。SSTC容易将人的皮肤烧伤。尽管有高频电的趋肤效应,但是高压电击穿空气产生的高温不可忽视。如果功率较小,SGTC的电弧是可以直接用手接触的(注意!一般不要这样做),我曾亲自试过几次。而同功率的SSTC却可以把人的皮肤烧伤,这也是我的亲身经历(烧伤不严重,只是手上烧出一个小小的黑点)。而DRSSTC的电弧也是很危险的,据说可以电死老鼠(未经过实验证明,但这是有可能的)。无论如何,无论是何种的特斯拉线圈,大家都要特别注意安全。毕竟是高压电。
固态特斯拉线圈的介绍
特斯拉线圈,是塞尔维亚籍科学家尼古拉·特斯拉于1891年发明,用来演示无线输电以及高频高压交流电特性的装置。特斯拉生活的年代没有半导体晶体管,所以他发明的线圈是比较落后的SGTC(火花间隙特斯拉线圈,Spark Gap Tesla Coil),效率较低,且噪音巨大。现代的爱好者们根据特斯拉线圈的本质的原理(LC振荡),发明了固态特斯拉线圈(Solid State Tesla Coil,简称SSTC)。
特斯拉线圈的输入电压到底是直流还是交流?
特斯拉线圈的输入电压到底是交流、频率谐振。
特斯拉线圈又叫泰斯拉线圈,因为这是从"Tesla"这个英文名直接音译过来的。这是一种分布参数高频串联谐振变压器,可以获得上百万伏的高频电压。传统特斯拉线圈的原理是使用变压器使普通电压升压,然后给初级LC回路谐振电容充电,充到放电阈值的,火花间隙放电导通,初级LC回路发生串联谐振,给次级线圈提供足够高的励磁功率,其次是和次级LC回路的频率相等,让次级线圈的电感与分布电容发生串联谐振[1] ,这时放电终端电压最高,于是就看到闪电了。通俗一点说,它是一个人工闪电制造器。 在世界各地都有特斯拉线圈的爱好者,他们做出了各种各样的设备,制造出了眩目的人工闪电,十分美丽。
固态特斯拉线圈的其它类型的固态特斯拉线圈
事实上,除了SGTC,其它类型的特斯拉线圈都是固态的(截至目前)。
除了SGTC、SSTC、DRSSTC,还有VTTC和OLTC。
真空管特斯拉线圈,Vacuum
Tube
Tesla
Coil,简称VTTC。
当电子管逐渐退出我们的视野时,一群电子管发烧友用它们做出了VTTC。电子管本身有高频性能好等等优点,所以做出的VTTC效果十分独特。但是,不可否认,电子管本身有造价高、寿命低、效率低、发热严重以及极易损坏等缺点,VTTC未能大范围流行。
基本原理,类似于晶体管的自激。
VTTC的效果很奇特,电弧很直,像利剑一样。有时候,电弧四处散开,如同礼花弹一般。
离线式特斯拉线圈,Off
Line
Tesla
Coil,简称OLTC。
当我们把SGTC的打火器去掉,换成一个MOSFET或者IGBT来代替,并在用一个二极管反向并联在D极和S极(如果是IGBT,就是C极和E极)上,并用一个固态的电路来控制这个开关管,再加以低压驱动,就成了OLTC。
它的本质原理依然是LC振荡,且和SGTC几乎相同,不同的地方,就是把打火器换成了固态开关,并使用了低压驱动。其它地方没有太多区别。
由于是低压驱动,无法形成太大的电流,所以OLTC的电弧是不如SGTC壮观的。