Solid State Tesla Coil

Nano SSTC mit NE555 und IRFP460 Mosfet

           

SSTC's (Engl. Solid State Tesla Coil) sind durch Halbleiter angesteuerte Teslaspulen, deren Anregung entweder gepulst oder im CW-Modus geschieht. Wärend bei SGTCs (Engl. Spark Gap Tesla Coil) eine Speicherkapazität über die Primärspule entladen wird und so die bekannten gedämpften Schwingungen hervorruft, wird bei gewöhnlichen SSTCs direkt ein an die Resonanzfrequenz abgestimmtes Rechtecksignal an die Primärwicklung gegeben. Die meisten SSTCs werden gepulst betrieben, indem das Signal aus dem Oszillator zusätzlich mit niedriger Frequenz unterbrochen wird. 

Eine SSTCs besteht im Grunde also aus einem Oszillator, einem Unterbrecher, einer Vorstufe/Treiber, evtl. einer galvanischen Trennung zwischen Steuer- und Leistungsteil (Gate Drive Transformer, GDT) und natürlich einer Endstufe. Die grossen Fortschritte in der Halbleitertechnik ermöglichen es heute immer effizientere und leistungstärkere Endstufen für solchen Anwendungen zu konstruieren. Besonders in der IGBT-Technologie wurden beträchtliche Verbesserungen (kleinere Kapazitäten, höhere Spannungen...) vollbracht.

Diese kleine SSTC arbeitet im CW-Modus bei hohen Frequenzen von bis zu 1.5MHz. Die Endstufe ist der Klasse-A aufgebaut und benötigt eine Betriebsspannung im Bereich von 12-40V. Als Oszillator dient ein gewöhnlicher NE555, der erstaunlicherweise bei den hohen Frequenzen noch gut mitmacht ;-) Die Frequenz wird mittels Trimmerkondensator eingestellt. Um noch grössere Frequenzbereiche abtasten zu können, wurden zwei Trimmerkondensatoren parallel verschaltet. Der für die Endstufe verwendete Mosfet ist ein herkömmlicher IRFP460 mit integrierter Freilaufdiode. Die Kühlung übernimmt ein 75mm grosser Rippenkühlkörper. Als Primärwicklung dienen 15-20 Windungen Kupferlackdraht (0.5-1mm2).  

Die hohe Resonanzfrequenz der Sekundärspule ist auf ihrer kleinen Grösse bzw. niedriegen Windungszahl zurückzuführen und könnte durch deren Erhöhung noch etwas verringert werden.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Schaltplan von CTC-Labs 

 

 

 

 

Die Entladungen dieser SSTC sind schön büschig und zischen merkwürdig vor sich hin.