根据经验比中型sgtc的电容大得多
近日,我发现许多新手对特斯拉线圈设计 思路混乱。拿SGTC来说,分为4部分。次 级线圈、顶端谐振电容、初级线圈、初级 谐振电容。一个显著的问题是,很多新手 对于这4部分的顺序不知道该怎么来,初级 线圈、次级线圈都绕好了,才发现顶端或 初级谐振电容不兼容。这样搞定一个SGTC 就会显得十分复杂。 于是,一种最简化设计思路被得出。如果 你想自己设计特斯拉线圈,请一定要看完 这篇文章,少走弯路! 一般地,一个TC,不论SG还是SS,都要先 大概出一个功率,根据你想要的功率,来 决定次级线圈的大小。 次级线圈并不是随便绕的,可能你会问为 什么,答案是Q值。 众所周知,次级线圈是一个电感,既然是 电感,就会有Q值,Q值是电感线圈的感抗 与电感线圈电阻的比值,在TC这个项目 中,如果线圈的电阻太大,也就是Q值太 小,将直接影响电压的升高,也就是影响 电弧长度。 众所周知,感抗和频率、
电感越大,感抗就越大,公式为感
越高、
抗=6.28×频率×电感。 影响Q值的因素为线圈电阻和感抗,电阻越 小越好,感抗越大越好。故不能用太细的 线绕线圈,这将导致Q值的降低。
下,若使用太粗的线,虽然电阻减小了, 但值得一提的是,感抗也会减小,感抗的 减小不仅会使Q值降低,而且储能也会减 小,若储能减小这就意味着需要一个更大 的顶端。所以,粗线更适合绕制大型TC。 在次级线圈固定不变的基础上,我们要尽 量提升Q值,就要尽量提高频率,频率又由 什么决定?答案是次级线圈电感、顶端谐 振电容、次级线圈寄生电容(次级线圈每 一匝之间会相当于一个电容)。次级的LC 谐振中的L表示次级线圈,C表示顶端电容 和线圈寄生电容相加。公式为频率=[6.28× 根号下(L×C)]的倒数。可见L固定、C越 大频率越低,虽然说C的增加意味着更多的 储能更长的电弧,但在Q值的限制下,我们 不应将C取的太大,也就是说,不应将次级 线圈顶端整的体积太大。
电弧的长度。 Q值当然越大越好,一般地,对于TC,大 家总结出的经验Q值不应低于300,没有上 限,也就是说,次级线圈电感的感抗要是 电阻的三百倍以上。 对于频率,一般大型TC的频率为50kHz以 下。中型TC为200kHz~50kHz,小型TC则 在200kHz以上。电弧长度则由输入功率决 定。对于SGTC来说,小型TC的初级谐振 电容和初级电感相对较小,故储能小,电 弧不长。但它的体积小,看起来也十分和 谐。如果是大型TC再整这么高频率,显得 有些不合适了。 下面是次级的设计,首先,我们大概选定 一个绕线高度和直径,根据这些计算出电 感,匝数从粗到细,每换一种线型就计算 一次,电感值是越大越好的,根据电感的 寄生电容计算出次级固有频率再计算出感 抗,根据电阻率和漆包线型号及长度计算 出次级电阻。再计算出感抗与电阻的比 值。若这个比值很低、就保持高度和直径 不变,换用粗一档次的漆包线再进行计 算。直到得到一个很高的Q值。这个值至少 要1000以上(除非你不加顶端可以直接控 制在300)。这时,次级线圈就不用再管, 我们加一个顶端,顶端的添加将意味着频 率的降低,也就意味着感抗的降低,Q值的 降低。计算一下顶端电容,将顶端电容和 次级寄生电容相加,我们再计算一次LC谐 振频率,根据这个频率再计算一次感抗, 根据这个感抗再计算一次Q值,不断增加顶 端的体积,最终将Q值控制在300~500之 间即可。 接下来,次级和顶端已经设计好了,我们 得到一个频率,这就是次级的LC振荡回路 频率。我们要做一个同样频率的初级LC振 荡回路才能谐振,并确保初级的L能套在次 级上。对于SGTC,我们要尽量将初级电容 的值提高,电容大小影响着单次储能,电 容越大、储能越大、
的值是固定的,电感的值可以根据自己绕 再做调节,故我们先设计一个要能套在次 级上的初级线圈,计算出初级电感,根据 已经确定下来的频率,计算出一个大概的 初级谐振电容组的电容的值,根据这个电 容值,组合一个电容组,电容组的值接近 计算出的值即可。接下来,我们保证频率 不变,重新计算,将初级电容组的电容量 提高,直到初级线圈匝数减小至2~8匝, 总之,初级电容组容量越高越好。如果你 最终确定下来为3匝,那么请多绕2匝,这 是为了调谐。