Te ostre piki to są momenty wyłączenia tranzystora MOSFET, napięcie badam na złączu tranzystora względem masy układu. Pomimo zastosowania dobrej diody impulsy są dość silne, jednak to jedynie test na kilku zwojach drutu na uzwojeniu ferrytowym. Zobaczymy co będzie się działo w docelowym transformatorze wysokiego napięcia, tym bardziej, że postanowiłem wykonać w nim dodatkowe uzwojenie wyłapujące tego typu zakłócenia. Jednak już na etapie pomysłu popełniłem zasadniczy błąd.

Rys. 11 Uzwojenia pierwotne transformatora.

Wymyśliłem sobie, że mogę uzwojenia pierwotne umieścić wewnątrz uzwojenia wtórnego które nawinę na długiej zlewce laboratoryjnej, dzięki czemu będę mógł ją uszczelnić i chłodzić w prosty sposób cieczą zarówno uzwojenie pierwotne jak i wtórne.

Rys. 12 Elementy do przygotowania uzwojenia wysokiego napięcia.

Tak więc wyciąłem z grubego tekstolitu okrąg i wyprofilowałem tak, by dał się przykleić do zlewki, co widać na powyższym zdjęciu, wykonałem coś w rodzaju kołnierza mocującego dla niej. Na tej zlewce nawinę jedną warstwę uzwojenia wysokiego napięcia i położę kilka warstw lakieru bezbarwnego by dodatkowo ochronić je przed przebiciem. Uzwojenie pierwotne nawinąłem w taki sposób, że po nałożeniu szklanej zlewki z wtórnym praktycznie idealnie przylega do szkła co zapewnia bardzo niewielką szczelinę magnetyczną.

Rys. 13 Nawinięte uzwojenie wtórne wysokiego napięcia.

Jednak zaślepiony tym, że uda mi się wykonać bardzo ciekawą konstrukcję nie zastanowiłem się nad tym, w jaki sposób będą zamykać się linie pola magnetycznego na zewnątrz uzwojenia pierwotnego, a jest to przecież niezbędne by transformator działał poprawnie. Wrócimy do tego, na razie nie ubiegamy faktów bo już powstała cewka wysokiego napięcia.

Rys. 14 Pomiar indukcyjności cewki.

Po wykonaniu cewki od razu zmierzyłem jej indukcyjność by sprawdzić, czy pokrywa się z tą ze wstępnych obliczeń. Robiłem obliczenia bo nie mam zamiaru, tak jak Pan Tesla, zastosować toroidu, czyli kondensatora powietrznego, lecz zestaw wysokonapięciowych kondensatorów w.cz. wpiętych równolegle do tego uzwojenia. Dlatego znając wartość indukcyjności mojej cewki, która wynosi 2,93 mH, mogłem policzyć jaka wartość pojemności kondensatorów będzie mi potrzebna by uzyskać rezonans dla danej częstotliwości.

Rys. 15 Gotowa cewka wysokiego napięcia i zestaw kondensatorów 500pF/25kV.

Chcę zastosować zestaw trwałych kondensatorów by wyeliminować wpływ czynników zewnętrznych na pracę układu w rezonansie. Jeśli ktoś miał do czynienia z transformatorami tesli wie, że nawet zbliżenie dłoni do toroidu powodować może gaśnięcie drgań rezonansowych. Trwałe kondensatory powinny wyeliminować ten efekt.

Mając do dyspozycji wzór na częstotliwość w obwodzie równoległym LC możemy obliczyć jaka pojemność kondensatorów będzie nam potrzebna dla uzyskania rezonansu dla częstotliwości 400 kHz. Mi wyszło 54 pF, jednak nie miałem kondensatora o dostatecznie wysokim napięciu dla takiej pojemności więc postanowiłem zastosować 9 kondensatorów 500pF/20 kV każdy połączonych szeregowo. Da mi to 55,5pF/180kV.

Rys. 16 Obwód rezonansowy LC wysokiego napięcia.

Tak prezentuje się mój transformator, pod uzwojeniem wtórnym znajduje się jeszcze dwa uzwojenia pierwotne. Zestaw wysokonapięciowych kondensatorów jest trochę za wysoki, ale pamiętajmy, że to na razie jedynie prototyp. Pora zamknąć obwód LC i zacząć to wszystko zasilać.

Rys. 17 Pierwsze uruchomienie z obwodem wysokiego napięcia.

Po podłączeniu uzwojenia pierwotnego zacząłem za pomocą autotransformatora zwiększać napięcie zasilania i niestety, już przy minimalnym napięciu prąd bardzo gwałtownie wzrastał. Zacząłem też zmieniać częstotliwość za pomocą generatora funkcyjnego by spróbować wstroić się w rezonans obwodu wtórnego, jednak pomimo znalezienia takiego punktu efekt transferu mocy był znikomy. Ponad to w obwodzie pierwotnym występowały straszne przepięcia, które znów uszkodziły mi kolejny tranzystor.

Rys. 18 zespół połączonych diod zabezpieczających typu Transil.

Trzeba było coś z tymi przepięciami zrobić, nie uda się raczej wyeliminować przyczyny bo wyłączanie płynącego dużego prądu w obwodzie z cewką indukcyjną będzie zawsze indukować wysokie napięcie samoindukcji. Można by co prawda pokusić się o obwód rezonansowy w uzwojeniu pierwotnym i próbować wstroić się w momenty wartości zerowych prądu, jednak będzie do układ z podwójnym rezonansem, który nie będzie już prosty w wykonaniu dlatego na początek zakupiłem 22 szt transili jednokierunkowych 1-5 KE440 o mocy w impulsie 1,5 kW każdy. Połączyłem je szeregowo równolegle na "wyciosanej" płytce BCB i włączyłem w zaciski źródło - dren tranzystora.

Rys. 19 Przebieg napięcia na złączu tranzystora zabezpieczonego zespołem transili.

Po włączeniu w obwód zabezpieczenia, nawet pomimo płynącego bardzo dużego prądu w tym moim małosprawnym układzie, nie udało mi się w żaden sposób uszkodzić tranzystora. Im większe napięcie z autotrafa tym dużo większy płynął prąd i zwiększała się szerokość tego piku wysokiego napięcia, jednak już jego amplituda nie wzrastała powyżej 706V, jedynym objawem byłą zwiększająca się temperatura świetnie działających transili.

Rys. 20 Prowizorycznie nawinięte uzwojenie pierwotne.