Diese SSTC, deren Schaltplan ich von CTC Labs übernommen habe, läuft mit einer Frequenz von 4 MHz im class E Betrieb. Der Takt wird mit einem Quarzoszillator vorgegeben. Die Betriebsspannen sind einerseits +12V für den Oszillatorteil bzw. 40-50V für den Lastzweig. Ich habe bei dieser Schaltung die Beobachtung gemacht, dass der Leistungsmosfet IRF630 sehr heiß wird. Dadurch benötigte ich auch einen sehr großen Kühlkörper. Diese Teslaspule lässt sich auch Audiomodulieren (siehe Eingang ganz links im Schaltplan). Summa summarum war ich aber doch enttäuscht von der Performance. Eventuell hätte ich mehr Zeit in die Anpassung der Sekundärspule stecken müssen.

Quelle: ctc-labs

Lötvorlage mit der Platinenansicht von unten:

Einige Spannungsverläufe:

Die fertige Teslaspule:

Der 4 MHz-Oszillator:

Für den Betrieb wird ein 12V- und ein 50V-Netzteil benötigt. Letzteres besitze ich aber leider nicht. Daher habe ich für meinen Variac einen Gleichrichter gebaut:

Dieser besitzt nun eine Glättungskapazität von 4700 µF und verträgt Ausgangsspannungen bis 100 V (soweit gehe ich natürlich nicht). Das Audiosignal des alten MP3-Players wird noch mit einer einfachen Transistorschaltung verstärkt. Der gesamte Aufbau sieht dann wiefolgt aus:

Das Labornetzteil für die 12V:

Der Variac + Gleichrichter + Glättung für die 50V:

Die erzielten Ergebnisse sind noch nicht optimal:

Erstens sind die Funken noch recht bescheiden und zudem muss ich die Primärspule um ca. 2 cm relativ zum unteren Spulenende der Sekundärwicklung anheben, damit es überhaupt zu Funken kommt. Dies ist ein Indiz dafür, dass mit der Sekundärspule die Resonanzfrequenz von 4 MHz noch nicht getroffen wird. Die jetzige Sekundärspule besitzt eine Länge von 80 mm, einen Durchmesser von 52 mm und der Kupferlackdraht ist 0.5 mm dick:

Mit einem online-Rechner lässt sich mit diesen Daten die Resonanzfrequenz berechnen: http://www.raacke.de/index.html?teslaform.html

Ich komme konkret auf einen Wert von ca. 4.2 MHz. Jetzt fragt man sich natürlich, warum ich nicht eine Spule mit genau 4 MHz Resonanzfrequenz gewickelt habe? Nun, die von der Sekundärspule erzeugten Funken reduzieren im Betrieb die Resonanzfrequenz um ca. 10-20%. Daher muss man die Spule so konzipieren, dass sie im Nichtbetrieb eine um einiges höhere Resonanzfrequenz besitzt, ca. bei 4.6 MHz.

Daher sind meine 4.2 MHz noch zu niedrig. Eine Frequenzerhöhung erzielt man, indem man z.B. die Induktivität L der Spule reduziert. Dies geschieht etwa dadurch, dass man die Anzahl der Windungen erniedrigt. Ich werde also bei meiner Spule einige Windungen entfernen. Damit sollte der Output zunehmen und die Primärspule kann dann wieder weiter unten positioniert werden.

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