Tesla Trafo Schaltung Verständnisfrage !

[niki1]

Hallo Leute.

Ich hätte ein paar Fragen. Und zwar habe ich einen Tesla Trafo fix und fertig aus Amerika bestellt und anbei wurden mir die Unterlagen zugeschickt. ( Schaltplan und eine SEEEHR grobe Beschreibung )

Nun zum Schaltplan ( siehe Link ).

Frage :

-) Die Widerstände R6 und R7 dienen der Beschreibung nach, dazu die parasitären Schwingungen, die an den Gates von Q1 und Q2 auftreten, zu eleminieren. Doch wie genau funktioniert das ? Das Gate von den Mosfets hat ja auch eine Kapazität und durch zuschalten eines 10 Ohm Widerstand hätte ich ja dann einen Tiefpass oder ?

-) Die Fets arbeiten in einem Push Pull Betrieb. Das heißt wenn Q1 leitet ist Q2 gesperrt. Das wiederum bedeutet das der Punkt A vom Trafo nach Masse geschalten wird und die 12V am Punkt B - A des Trafos anliegen. Und das gleiche wieder wenn Q2 leitet und Q1 gesperrt ist. Oder habe ich da was Falsch verstanden ?
Auch steht hier das durch diese Push Pull Configuration die Mosfets eine ziemlich Arbeitstemperatur annehmen !

-) R9 und C1 sind dazu da die Mosfets vom IC auszukuppeln ? Wie kommt das zustande ?

-) Wie kommt sekundärseitig eine Sinusspannung raus ? Wenn wir am Eingang ein Rechtecksignal haben ?

-) R8 und C5 ist ein SNUBBER Network soll angeblich die Spannungsspitzen die von T1 erzeugt werden " kontrollieren " oder in Grenzen halten. Zu diesen Snubber Network habe ich aber nirgends was informatives rausfinden können.
Zudem wäre die Grenzfrequenz von R8 und C5 20kHz . ( R8 = 15 Ohm , C5 = 3.3nF )

-) Und meine letzte Frage wäre
Was für eine Rolle haben C3 und C4 ?

Ich hoffe das sind nicht zu viele Fragen. Ich wäre sehr dankbar wenn mir jemand helfen könnte diese zu verstehen. Nur konnte ich nach langem überlegen und suchen nicht wirklich zu antworten kommen und würde diese Schaltung gerne verstehen !

Schaltung :

https://www.roboternetz.de/community/attachment.php?attachmentid=18124&d=1299003707

Vielen Dank
MfG Niki1

[niki1]

Kann mir denn keiner helfen ?

[Manf]

Was heißt können? Es ist einfach ein Haufen Fragen.
Wie ist es mit der ersten:
Es ist ein Tiefpass mit 10 Ohm, suche anhand der Transistorbezeichnung heraus wie groß die Gatekapazität und die charakterisitsche Gateladung ist und bestimme daraus die Zeitkonstante als grobe Abschätzung.
Bestimme die Zeitkonstante in der Schaltung unter Berücksichtigung der Miller-Kapazität und vergleiche die effektive Zeitkonstante mit der Arbeitsfrequenz.
Du wirst höchstwahrscheinlich feststellen dass die Zeitkonstante des Tiefpasses nicht wesentlich stören wird, (erfahrungsgemäß mit nur 10 Ohm zusätzlich vor dem Gate).
Es wird mit diesem Tiefpass vermieden dass der Transistor in der Kleinsignalersatzschaltung nicht als Oszillator in Gate-Schaltung (Basisschaltung) wirkt.
So kann man die Fragen nacheinander durchgehen.

[niki1]

Ja es sind Fragen. Und ich habe mir erhofft das mir hierbei jemand an Klarheit verschaffen könnte !
Zu deiner Antwort, die Zeitkonstante der Schaltung mit der Arbeitsfrequenz kann ich höchst wahrscheinlich nur mit einem Sprung testen ?
Für die Zeitkonstante kriege ich 17ns heraus, ohne dabei die charakteristische Gateladung einzubeziehen da ich nicht weiß wie !?
Danke für die Ausführliche Erklärung.

[Manf]

Nur kurz zum Überblick:
In der Schaltung sind linerae Funktionen die nach Kleinsignalerstzschaltung bestimmt werden und nichtlineare Funktionen die im Zusammenwirken damit entweder simuliert oder mit etwas Erfahrung abgeschätzt werden.
Bei der ersten Frage die Gateladung kann man leicht bei einer ingesamt kurzzeitigen Änderng der Gatespannung in die Gatekapazität einrechnen. Ändert sich die Gatespannung um 10V und hat man eine Gateladung von 30nAs dann kann man die Gatekapazität eben auf 3nF größer schätzen und kommt zu einer Zeitkonstanten von 17ns + 30ns. Das ist bei der Frequenz von 50-70kHz gut vernachlässigbar.
Dann kommt noch der Einfluss des Miller Effektes. Wenn sich bei einer Änderng der Gatespanung von z.B. 10V die Drainspannung um 100V in entgegengesetzter Richtung ändert dann wirkt die Gate Drain Kapazität so wie wenn sie um den Faktor 11 größer wäre. Dann sind wir schon bei ca. 200ns, immer noch vernachlässigbar. Das gehört alles immer noch zu Frage 1, die aber wirklich nicht beduetend ist für den Tesla Trafo.

Mit dem Tesla Trafo und der Kopplung der Spulen kommt man nur weiter wenn man die Primär- und Sekundärspule als gekoppelte Kreise betrachtet deren Kopplung gerade ungefähr so groß ist dass sie kritisch genannt wird, dabei ist nichts wirklich kritisch. Diese Bedingung geht aus dem Schaltbild nicht hervor, sie wird, so wichtig wie sie auch ist, einfach vorausgesetzt. Ich will damit nur sagen dass man sich mit so einer Erkärung gut einen Wolf reden kann wenn man nicht man weiß worauf man in der Erklärung beim Fragesteller aufbauen kann. (Nach Frage 4 sind gekoppelte Kreise nicht bekannt, wie gesagt das wäre dann der Kern und der Startpunkt für die Funktion eines Teslatrafos.)

http://www.youtube.com/results?search_query=tesla+resonance&aq=f

[niki1]

Frage Nummer 4. Wie aus dem Rechteck ein Sinus wird.

Kommt das nicht deshalb zustande weil das ESB vom Trafo einen Kondensator beinhaltet und durch die Resonanzfrequenz des Schwingkreises, genau nur die eine Frequenz aus den unzählien Oberwellen, aus denen ein Rechteck zusammengesetzt, ist gefiltert wird und dieser eben ein Sinus ist ?

Die Frage mit dem Mosfet ist geklärt dankeschön !

MfG

[PICture]

Hallo!

@ niki1

Das stimmt ! :D

Es wird in Frequenzmultiplikatoren ("frequency multiplier") ausgenutzt. Um die max. Amplitude der sinusoidalen Ausgangsspannung zu erreichen, sollte die Rechteckspannung möglichst grossen Inhalt von Harmonischer der gewünschter Frequenz beinhalten. Deswegen mit Schwingkreisen wird praktisch nur ganzzahlige Multiplikation der Eingangfrequenz benutzt (x2, x3, x5, usw.).

[Manf]

Soweit ist es richtig, es ist die Ausfilterung aus dem vorgegebenen Rechtecksignal. (In dem Fall wohl sicher die Grundwelle)
Das ist ein Unterschied zu anderen Tesla Schaltungen, die Frequenz ist hier vorgegeben und soll passen.
In anderen Fällen wird der Primärkreis entdämpft, da passt die Frequenz dann automatisch.

Bei der gegeben Schaltung und dem Aufbau kann man noch abschätzen wie die Kreisgüten und die Kopplungen verteilt sind. http://www.google.de/images?q=%C3%BCberkritische%20kopplung&rls=com.microsoft:de:IE-SearchBox&oe=UTF-8&rlz=1I7GPEA_de&redir_esc=&um=1&ie=UTF-8&source=og&sa=N&hl=de&tab=wi

[niki1]

Super, danke für die ausführliche Erklärung !

Ich hätte nur kurz eine Frage. Arbeiten die Mosfets als Schalter oder als Spannungsverstärker ?

MfG niki1

[PICture]

Hallo!

Weil den Typ von I1 unbekannt ist, vermute ich das die MOSFET's als Schalter mit Frequenz (wie der Manf schon erwähnt hat) des Schwingkreises atbeiten.

[niki1]

I1 ist ein SG3525 !

[PICture]

Dan laut Datenblatt (Seite 2) http://www.datasheetcatalog.org/datasheet2/3/06ldp1xcssiphfp0xiy53d1ce9py.pdf sollten die MOSFETs mit Rechtecken gesteuert werden und als Schalter arbeiten. ;)