DRSSTC I

Začal jsem v srpnu 2019. Byla to moje první DRSSTC a můj první Teslův transformátor. Většinu toho, co vím o spínání velkého výkonu a o tom, co rezonanční sekundár opravdu udělá, jsem se naučil stavbou.

První cívka je dobrý způsob, jak ničit součástky. Můstek jsem zničil čtyřikrát, než to jelo, a IGBT byly součástka, která tu lekci pořád platila.

První odešel v září 2019. Přidal jsem výkon bez lišty na svedení výboje do země. Streamer ze sekundáru si našel primár a IGBT šly s ním.

O dva měsíce později jsem pořád hádal, co je pro tranzistory „moc“. Ontime bylo 200 µs a nadproudová ochrana chyběla. Ty TO-247 spínaly něco jako 600 A na 218 kHz. Dlouho nevydržely. Rána byla dost hlasitá na to, aby to došlo: 200 µs je moc a cívka potřebuje OCD.

Třetí můstek umřel koncem února 2020, když už cívka konečně začala poslouchat. OCD bylo zapojené, ontime asi 40 µs a byl jsem blízko plné sítě. Chtěl jsem napětí na můstku a měřil jsem ho kroucenou dvojlinkou, kterou jsem si udělal sám. Izolace nebyla ani zdaleka na 300 V. Prorazila, zkratovala můstek a vzala další sadu IGBT. Čtvrtý byl první test na plné síti, v létě 2020. Na můstku jsem měl TVS diody na 440 V. Špičky byly dost dlouhé na to, aby jednu z nich upekly do zkratu, a můstek šel za ní. Potom jsem osadil IGBT na 1200 V a TVS na 880 V. S tou rezervou to drží i nad 250 V na vstupu.

UD2.7 byl hotový jako první. Koupil jsem desku i součástky a připájel to. Dvě desky, protože součástky jsou levnější ve větším množství a už jsem věděl, že tohle nebude poslední DRSSTC.

Na DPS byly dvě malé chyby. Půdorys optického přijímače byl špatně a zkratoval desku a jeden odporový dělič neměl zem. Jakmile to bylo opravené, budič naběhl hned při prvním zapnutí.

První sekundár byl z eBay: asi 1680 závitů drátu 0,15 mm. Toroid je výtisk obalený hliníkovou páskou. S toroidem sedí sekundár blízko 240 kHz. MMC jsou kondenzátory Tesla TC343, 6 kV a 42 nF, sladěné s primárem na 218 kHz. Stejné kondenzátory jsou tlumicí, na desce, kterou jsem k můstku nakreslil. Napájení budiče je Mean Well 24 V, 3 A, zavřený v kovové krabičce spolu s budičem, aby na něj cívka nemohla mluvit. Stejnosměrná sběrnice jsou tři kondenzátory 400 V, 3800 µF paralelně.

Po vytištění skříně a sešroubování zbytku to vypadalo jako cívka. Měřit ji byla jiná věc. Tak blízko běžícího sekundáru EMI čistý průběh skoro nedá.

Při malém výkonu jsou hradla a proud primáru čitelné. Zblízka je napětí můstku během sepnutí pořád užitečný obrázek. Přidáte výkon a rušení průběh spolkne. Tvar tam pořád je. Čísla začnou být optimistická.

Tak to bylo dlouho: cívka, která jela, a měření, které se s ní hádalo.

1. dubna 2021 to konečně jelo ze sítě. Hotové to nebylo. Na síťovém napětí izolace sekundáru prorazila, takže bylo potřeba nové vinutí, a náběh do víc než 11 000 µF byl moc pro jistič i pro můstkový usměrňovač. Do té doby byl na vstupu regulační transformátor.

I tak už výboje byly kolem 60 cm, asi 2,5násobek výšky toho sekundáru. Byl jsem s tím spokojený.

Starý sekundár měl 24 cm na 6,5 cm, 1680 závitů drátu 0,14 mm, koupený dlouho předtím, než jsem cokoliv vinul sám. Nový drát je 0,2 mm, asi 1300 závitů, na trochu vyšší trubce. Silnější drát a míň závitů byl smysl: odpor sekundáru klesne, Q stoupne a naladěná cívka udělá víc napětí.

Staré vinutí mělo asi 400 Ω. Nové má asi 160 Ω a lak je ve dvou vrstvách, což první sekundár neměl, když prorazil.

Poměr délky výboje k výšce sekundáru zůstal zhruba stejný. Sekundár je vyšší, takže výboje vyrostly i se čtyřmi sty závity míň.

S novým sekundárem se zásahy protáhly. Nejdelší, který jsem změřil, měl 70 cm, pořád asi 2,5násobek výšky vinutí.

Jakmile to umělo žít na plné síti, tahat 30kg regulační transformátor jen kvůli náběhu přestalo dávat smysl. Náhrada je hrubá: šest velkých NTC termistorů a zdroj se srážecím kondenzátorem, který přitáhne relé a termistory přemostí.

Snímek z osciloskopu je 10 A na dílek s NTC v obvodu. Stejně jsem změřil náběh do banky 20 000 µF. Není to elegantní. Je to dost malé na to, aby to zůstalo na cívce, a jistič to přežije.

Primár kousek pod sekundárem, OCD kolem 400 A, ontime omezené na 60 µs. Tohle je cívka, která to přežila.