特斯拉線圈由LC振蕩接收能量的原理

現(xiàn)代的愛好者們，根據(jù)特斯拉線圈由LC振蕩接收能量的原理，設(shè)計(jì)出了極具現(xiàn)代感的SSTC [4]  。早期的SSTC玩家大多數(shù)都是外國人。

固態(tài)特斯拉線圈，是由芯片振蕩代替SGTC的LC振蕩并由放大器放大功率后驅(qū)動次級線圈部分的特斯拉線圈。它的原理依舊是LC振蕩，只是發(fā)射端作了改動。

固態(tài)特斯拉線圈還可以通過音頻來控制，使電弧推動空氣發(fā)聲。

固態(tài)特斯拉線圈是通過芯片的振蕩來產(chǎn)生高頻交流電的。由于固態(tài)特斯拉線圈的工作比較好控制，固態(tài)特斯拉線圈有兩種：定頻和追頻。定頻，即初級部分只能發(fā)射出一個固定的頻率；而追頻，就是初級部分會根據(jù)次級部分的LC振蕩頻率自動調(diào)整發(fā)射頻率，從而達(dá)到較好的諧振。所以，追頻SSTC已經(jīng)成為固態(tài)特斯拉線圈的主流。

 

 

這是一張由555定時(shí)器芯片控制的定頻SSTC電路圖，來源不詳（根據(jù)推測，有可能是貼吧的 Tesla粉絲 的作品）。

其中，NE555是頻率源，即產(chǎn)生高頻信號的芯片。它通過8、7腳上的電阻和6腳上的電容來控制輸出頻率，對于它的原理，在此不作過多解釋。

555定時(shí)器由3腳輸出高頻信號。在此電路圖中，輸出的信號經(jīng)過3個晶體管的放大，輸入到一個MOSFET（金屬氧化物場效應(yīng)晶體管）的門極，經(jīng)過放大，在初級線圈輸出強(qiáng)度較高的高頻電磁波，被次級線圈接收，由于LC振蕩，在次級線圈中產(chǎn)生電流，從而產(chǎn)生電弧。

制作定頻SSTC，需要使芯片輸出的頻率和次級部分的LC振蕩頻率一致，才能諧振。所以，此電路圖中，7腳上的電阻用一個定值電阻和一個電位器代替，可以比較方便地調(diào)節(jié)輸出頻率，從而諧振。

特別說明，如果按照這張電路圖的參數(shù)制作，輸出的頻率對于一般的SSTC來講有點(diǎn)低了，所以盡量不要按照這張圖的數(shù)據(jù)來制作。

追頻sstc

定頻電路有它本身的缺點(diǎn)，于是追頻電路誕生了。

 

 

這是國外愛好者Steve Ward的電路，是追頻電路。

首先，對次級線圈發(fā)射一些能量，使它內(nèi)部有高頻交流電（LC振蕩），然后會發(fā)射出電磁波。電磁波被天線接收（圖中的Antenna），經(jīng)過兩個邏輯門成為正電壓的信號，然后輸入兩枚功率放大芯片，再通過GDT（Gate Driver Transformer，門驅(qū)動變壓器）輸入到一個半橋（功率放大電路，后面會詳細(xì)地講）中，產(chǎn)生強(qiáng)度較高的電磁波，被次級線圈接收。此時(shí)次級線圈內(nèi)再次有了能量，會以電磁波的形式發(fā)射出來，輸入天線，于是就這樣循環(huán)下去了，這種反饋方式叫天線反饋。

除了上述的反饋方式，磁環(huán)反饋是另一種反饋方式，在一個大小合適的磁環(huán)上面繞上30到50匝的導(dǎo)線，將導(dǎo)線的兩端接到圖中的反饋處，然后將次級的地線穿過磁環(huán)繞一匝再接地就可以了。

天線反饋的優(yōu)點(diǎn)是制作簡單，原理是利用電磁波遇到金屬會產(chǎn)生感生電流的特性；缺點(diǎn)是驅(qū)動電路也要接地，有時(shí)候會出現(xiàn)起振困難的狀況。磁環(huán)反饋則正好與天線反饋相反。

特斯拉線圈追頻電路是由次級LC振蕩回路直接采集頻率信息，從而發(fā)射電磁波，于是可以達(dá)到較好的諧振。

信不信由你，特斯拉線圈不只能夠保護(hù)你的筆記本電腦、彈奏美妙的樂曲，還可以讓一群人一起歡呼，一同流口水唷！

這場在加州圣馬刁 Maker Faire 2008 會場內(nèi)的表演，炫麗的閃光不僅讓旁觀的觀眾驚呼連連，而在嘶嘶作響的閃光聲中，隱約還能聽到嘖嘖的口水聲。不過這可不是觀眾被閃電電到臉部抽筋所至亂噴口水，而是由于在這兩座線圈中掛有成打的熱狗，當(dāng)閃電刷過的時(shí)候，陣陣的香味也就跟著飄了出來。