DRSSTC4

Die DRSSTC 4 gilt als kleines Glanzstück meiner damaligen DRSSTC Entwicklungen. Ende 2005, Anfang 2006 hatte ich mir vorgenommen, eine leistungsfähige Spule zu entwickeln, die aber nicht zu groß sein durfte. Immerhin hatte ich vor, ein kleines und portables Modell zu bauen, was für kleine Vorführungen geeignet ist.

Diese Spule konnte mit Entladungen von beinahe 1 Meter aufwarten und besaß einige nette Neuerungen. Zwar wurde sie, wie alle DRSSTCs vor ihr noch mit Sekundärfeedback in Resonanz gehalten, war jedoch in der Lage mithilfe einer ausgeklügelten Logikschaltung, die hochfrequenten Signale mit den langsamen Signalen des Modulators zu synchronisieren. Das war ein Schritt in die richtige Richtung. Mithilfe dieser Synchronisation verhindert man, dass Teilsignale des hochfrequenten Trägersignals von der Brücke verstärkt werden. Nehmen wir einmal an, der Modulator schaltet in dem Moment aus, in dem ein Puls des hochfrequenten Trägersignals grade auf die Brücke übertragen wird, so wird dieser “abgeschnitten”. Das hat dann zur Folge, dass die komplexen Schaltvorgänge, die in Relation zum Schwingkreis stehen, gestört werden. Ein Schalten der Brücke bei einem Maximalwert des Stroms innerhalb des Schwingkreises kann böse enden. Aus diesem Grund funktioniert eine Spule mit einer derartigen Synchronisation auch viel zuverlässiger als die im Gegensatz viel simpleren Vorgängermodelle.

Mit einer Gesamthöhe von nur rund 60cm ein recht gutes Ergebnis.

Die spule war außerdem noch mit einer Überstrombegrenzung ausgestattet. Ein kleiner Ferritringkerntrafo misst ähnlich einem Zangenamperemeter ständig den Strom im Lastkreis und schaltet ab einem bestimmten vorgegebenen Wert automatisch ab, um die Brücke nicht zu überlasten.

Aufbau

Das Herzstück der DRSSTC 4. Eine Vollbrücke aus 40N60 Igbts.

Diese Igbts vertragen eine Spitzenspannung von 600Volt und einen maximalen Pulsstrom von 300A mit einer Pulslänge von 1mS.

Perfekt für diese Anwendung.

Der Treiber is mit 2 Paar UCC Treiber Ics ausgestattet, die es per Parallelschaltung ermöglichen bis zu 18A Peak an Treiberstrom aufzubringen. Das ist eine ganze Menge und definitiv genug für die meisten Anwendungen

Der MMC oder auch Primärkondensator bestand aus 12 Wima MKP 10 Kondensatoren. Diese Kondensatoren sind relativ günstig wenn man sie mit den FKP1 Typen vergleicht, die beinahe das Doppelte kosten. Der Unterschied ist einfach. FKP1 Kondensatoren besitzen eine seperate Metallfolie, die vom Dielektrikum getrennt aufgewickelt wird. Durch diese Bauweise verkraften FKP1 Kondensatoren sehr hohe Ströme.

MKP 10 Kondensatoren hingegen sind aus einer doppelseitig metallbeschichteten Folie aufgebaut. Aber durch die Parallelschaltung mehrerer Reihen, wie es bei einem solchen MMC Kondensator der Fall ist, funktioniert auch dieser Kondensatortyp bestens.

Damit nach dem Ausschalten keine hohe Spannung in den Kondensatoren zurückbleibt, ist jedem Kondensator ein 1 Meg Ohm Widerstand parallel geschaltet.

Bei 3 Reihen a 4 Kondensatoren mit 0,22µ 1600Volt ergeben sich folgende Werte. 165nF 6,4kV

Die fast fertige Primärspule aus robustem HDPE.

Als Draht wurde einfach starres Installationskabel aus dem Baumarkt verwendet.

Mit einem Querschnitt von 10mm² verhindert man eine allzu starke Erwärmung des Materials. Bei solch gewaltigen Pulsströmen von +-300A und mehr, kann es selbst bei derart kurzen Pulsen zu einer übermäßigen Erwärmung der Primärspule kommen. Deshalb sollte man darauf achten, Kabel mit einer ausreichenden Stärke zu verwenden.

Zudem sollte bei einer Primärspule, die ähnlich aufgebaut ist, darauf geachtet werden, sowenig zusätzliches Metall wie möglich zu verwenden. Am Fußpunkt der Spule, also unten ist es fast egal. Da kann auch mal etwas mehr Metall eingesetzt werden. Da aber die spannung in der Sekundärspule nach oben hin zunimmt, kann Metall wie zb Schrauben als Sprungbrett für einen Überschlag dienen.

Außerdem erhitzt sich ferromagnetisches Metall wie Eisenschrauben sehr stark durch das extreme Wechselfeld des Schwingkreises. Es ist also ratsam entweder Schrauben aus anderem Material zu verwenden oder gleich auf Kunststoff umzusteigen.

Hier die fast fertige Spule.

Entladungen

Hier noch ein Bild mit dem alten Torus.

Mehr Bilder vom Aufbau und Entladungen gibts in der Bildergalerie.

Schaltplan

Einfach auf das Bild klicken für eine größere Darstellung des Schaltplanes.

Bildergalerie

Falls es eventuell Fragen zu diesem oder auch zu anderen Projekten gibt, bin ich gerne bereit, zu helfen. Die Kontaktdaten findet ihr im Impressum.

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