DRSSTC-1.1kW制作经验分享
科创网任某人原创文章，转载请注明本文链接。
本来还不想发上来的。。效果实在是太烂了。。但是由于各种事故的变节……这台DR今年的使命基本到此为止了。。
 

发生了什么一会再说。参数大概如下
次级：80cm高。 320Ω  109mH
初级：7箍倾斜螺旋碗式 实测约15uH左右
 

MMC： 7串8并电磁炉电容。单只交流耐压800v 0.3uf  总共5.6kv 0.34uF。实测0.35uF
顶端：外径一米管径25cm的烟管两层。容量未计算。但是震谐频率落在75k左右
驱动：DR-4【感谢尤小翠的PCB】
 

功率部分：IRG4PC50UD汉堡全桥440v TVS做保护。门极20v TVS。开关电阻5Ω，反并肖特基。
 

 
整流桥：KBPC5010 50A1000V。5块钱一个超值~
GDT：锰锌铁氧体磁芯47*30*15 磁环 47 X30 X15MM  。5块钱一只。用这种磁环做的GDT至今完美

反馈磁环：{
                  OCD：两级1:33:33， 用锰锌铁氧体磁芯31*19*13 磁环 31X19X13MM绕制。性能未知【这俩磁环是我唯一没来得及比对的器件】
                  反馈：单级1:300 用同OCD的磁芯绕制，但是为了防止饱和两个摞起来【前一个老版的反馈磁环功率大是就间歇工作那个是31.19.7的。250箍，工作时发热也很大。最后断定是饱和了。所以重新饶了一个解决问题。】
                  }
【note：此处千万别犯二，如果觉得ocd影响太大想取消的话千万别简单的把线从pcb上拔掉。。电流互感器空载是很恐怖的。。mot一样的弧。。】

..
优酷的视频质量压缩的太厉害了。。天没黑有没有窗帘所以看着不是很长。。最长的有半米多。。
另。由于电脑声卡问题没法进行音乐调制。。所以就没放音乐。。实际完全可以的。。

经过近一星期的紧张调试，在穿了3只50ud以后。终于出了还能凑活接受的半米的弧。其中总结出了N多经验吧。。所以这贴不单纯展示，也是为了给大家以后调试铺平道路。。
有人可能会不懂我说的75kHZ是怎么精确得到的。。其实信号发生器那种调谐方法不一定准确，实际起振时还会有稍微偏差。所以我的办法是低压12v给全桥供电，然后将初级频率调至任意接近值。比如75k震谐初级给50k-100k都能管用。。只是不震谐幅值不大罢了。。然后将探头放在次级1米距离左右（距离不一定很准。只要别太近击穿示波器或者太远振幅太小看不到就行。。）探头和地线都悬空就行。。把示波器开到mv档然后锁定波形。。应该会看到一组幅度变化的正弦波~此波频率就是震谐频率~

 

   。调谐的话把另一通道放在驱动GDT输出端可以看到初级频率。将两个频率尽量调近即可~

关于GDT。本身GDT没问题，但是万恶的接触不良却耽误了我好长时间。甚至杀过管子。。一开始用的接口是这样的—

不对称杜邦头。但是没注意到绕GDT的网线剥开以后表面有点氧化再加上杜邦头没压紧导致接触有时不好。。。有时出来的波形竟然是这样的：：……

后来改用了这种插头。因为只能往一个方向差所以相位不会出错~这样来两个桥臂就可以分别拆下来方便修理~

关于线材的选用。TC这货是这样的。。由于震谐。。输入的IRMS可能只有10A。但是震谐电流却能上百A。这还要归咎于LC回路里的LC都是储能元件，再传递给次级之前都是不断增大的~如果次级不消耗的话。输入为10A那么每个周期震谐电流就增加10A。直到能量释放出去。。这也是跟caoyuan9642曾经提过的Z因子有关的。Z因子的决定试为【C/L】【http://bbs.kechuang.org/read-kc-tid-41581.html】C越大L越小电流上升率越高功率越大。。换个角度这么想：再同样的时间内，给更大的电容充电就需要更大的电流。。而如果经过更大的电感那么电感对电流的瞬态抑制就更大。电流固然会减小。。我们把这个时间定为一个周期。就可以看出一个周期内哪种lc组合瞬间电流更大，也可以推算出Z因子越大的lc回路功率越大~
可能说跑题了。说着线材的选择呢。解释完了震谐漕路和母线的电流趋势，大家大概就可以明白了。也就是珍惜漕路的线一定要尽量粗！如果线不够粗的话lc回路的Rmin就会变大，再加上大电流会发热，不够粗的线的最小电阻甚至还会变得更大。这样一是LC回路的震谐电流受到了Rmin的限制，二是能量很多浪费在焦耳热上面电弧会不理想。。。。不过输入母线的线材就没那么严格了。几平方的线足矣，这些线里需要的电流完全可以按功率来推算。
其次一点，次级的参数也很重要。前一阵子和猫哥聊次级的时候发现自己的次级Q好低。。也就是说阻抗和感抗的比很杯具。。于是我抽空写了个Q计算器。

【http://bbs.kechuang.org/read-kc-tid-45697.html】写着一半的时候想起来的一个情况叫做趋肤效应。。也就是高频电流由于导体内磁场的作用趋于表皮传导的效应要是把这个算进来的话算出来的动态阻抗还是很大的。。所以次级的趋肤绝对不能忽略。【广告：想算趋肤&Q。请使用任氏Q计算器】这样我的次级算下来动态阻抗竟然快达到了1KΩ！。因为I=u/r这么一算最大的次级震谐电流又一次无情的被电阻限制了。。对于TC这种工作在电流模式的不理想变压器。。电阻就是个杯具！！。所以。选择漆包的时候一定要先算好需要的频率再计算最佳的线径。粗一点总是没坏处。【注意别太粗不然没电感量了】。。。以上这几点很多人已经验证过。。比如之前和咸鱼超人讨论次级的时候他告诉我很多次级3000多箍甚至可能不工作！而减少到2500箍上下效果就不知道好了N被！。事实就是线圈太高了的话高的顶部趋肤和别的部分一样。但是接收到的磁通却比下部的线圈少，感生的电势也小了多。。这样太高的次级上部很有可能成累赘，相同的电阻但是耦合到的能量更少。【这也是为什么大型DR虽然调谐较容易，但是弧次比过1也就差不多了。。而小型的桌面型虽然调谐不容易，但是潜力很大能把弧次比调的很高。。奔四！】
再说说top。有人说加好几层top频率下不来多少。那是因为他们忽略的一个重要因素！表面积！对地等效电容是和表面积有关的。这包括环形顶端内部的铝皮。。然是如果用盆的话只有外部表面积算了进去而内部是闭合的，所以无论怎么做top。只要是环形的中间一定要镂空。这样电容量会更大。有利于缩小体积。。同理，固定top的东西也尽量不要用金属。像我这个木质架子就很合适！。如果巨大的内层表面积被一个盘子屏蔽掉了，那岂不是太可惜了？！~俺的top之前是金属盘固定。震谐频率85k。拆了金属盘换木头架子变成82k。再加了一层top降到75k了。。newtop：

  
再说说全桥。。全桥是个神奇的东东。。看似简单只有四个原件。但是想做出好的全桥却不简单。。全桥中首当其中的要命的东西就是分布电感。分布电感会在管子关闭的时候和管子输出电容进行震谐，这也是全桥输出是的尖峰之来源。。此物罪大恶极，积蓄的能量大的话这个尖峰甚至可以击穿功率器件！要想消灭之的话减小结电容是不可能的。唯一的办法就是减小分布电感，这样振铃的频率非常之高就变得好歼灭的多，比如磁珠就能将其去除~但是注意磁珠是会饱和的！甚至不用磁珠。巨大的电流也会将这些小零碎波在开启时一并带走。。
另外再说说TVS。TVS这货不是万能的。。虽然相应时间很快。但是恢复时间可没那么理想。。如果10个波里有1个尖峰。TVS基本可以消灭掉。。但是如果每个脉冲都有严重的尖峰TVS也不一定吃得消。。换算过来如果尖峰的常态功率超过TVS的常态功率限制TVS也会死掉。。1.5ke系列的TVS常态功率其实也就三四瓦的样子。。所以做好布线和吸收才是真！
除了TVS我们还有两种吸收方式：电容和RC。好的吸收电容是很重要的。但是吸收电容只能该装在母线上。所以可以保证母线的波纹很小但是不能保证输出和VCC&输出和GND之间的状况。。但是无论如何。这个电容还是很重要的。。要是母线没做好，很可能先穿上管然后爆两只下管然后停震留下另外一只上管活着。。我个人使用的吸收电容是CDE的941C，这种电容的dv/dt很高。ESL也很小，也就是说在一定时间内dv/dt越高电容允许的电压越大，这都是瞬态的东西。一般说的是尖峰。。尖峰发生时间都内ns以内。如果电容的dv/dt高的话就可以在不击穿的情况下将尖峰消除。如果电容的dv/dt不够。那么就不会对这种持续时间很短的尖峰有任何反应。。这也是滤波电容和去耦电容的区别。。去耦去除高频干扰以及尖峰。而滤波就更像是水塘的作用了。。
另一种保护方式是RC。通过计算可以算出尖峰的频率，然后选定相应rc在相应频率阻抗最小已达到吸收尖峰的目的，但是这种方式并不适用于震谐式拓补。因为这几个RC很可能影响震谐并且反而将振铃变得严重了。。。
综上所述。Tvs和电容什么的都只是附加品，不能来100%保证管子安全的说。

刚才说到水塘，这也是很重要的一部分。因为AC输入的话整流出来是馒头波。中间空闲的区域要完全靠水塘来供电。。也就是说比如我的输入电流应该为10A那么我的水塘在空闲周期大约7ms这段时间内也能提供10A也就是最少10*0.07=0.7库伦的电荷并且电压下降在你可以接受的范围之内。。不然的话功率无法维持住只好等下个供电周期来工作了。这同时也是个风险，如果母线电压降得很快那震谐漕路的幅值下降的没那么慢甚至会比母线大。这会造成反向电流炸掉igbt的内置续流管或者击穿。如果igbt里面的续流管死了那管子基本也死了，因为你是没有办法吧续流管拿出来的。。【这种死法通常为EC通G依旧绝缘】另外，水塘和桥之间的漏感也很重要，这个值一定要尽量减小，也就是说水塘离桥越近越好。。我内个干脆直接架在了桥上。。但是由于容量太小还是不理想。。这事滤波电容和桥之间电感太大的下场：：蓝色的线应该为方波，却因为负载变化变得很大。

         再说说驱动，steve的dr4后级还是很合理的。
 

我之前层一度想改驱动，但是一直没有意识到这个问题：：注意这种mos图腾的驱动方式：这样允许mos供电和ucc供电不同但是对P管的控制不是很强。。注意TC中是有灭弧这么一种信号的。也就是逻辑关段。关段期间应该彻底无输出。但是对于这种方式，关段是却必须将输出设为高也就是N管通：原因如下。灭弧频率很低电容耦合过去的低频信号很快就会被嵌位用的RD放光，所以如果常态输出为低的话，会在电放完之前保持P管导通。但是过了那么几百us P管就关断了。此时GDT两端相当至于四个电容之中，输出呈容性高阻。这很容易产生寄生振荡造成误开关【其实是必然的。我因为没有hc08所以该用hc00短接一个hc14的反相单元用，但是由于这种驱动方式的缺陷导致输出完毕后几百us（也就是P管关段之时）产生严重的振铃】所以大家要驱动mos图腾的话一定要注意着一点！无输出一定要给一个电平消除振铃。
再来说说接地。本人用过了各种接地但是发现最靠谱的其实是水管。不管水管的的其他段是不是pvc什么的。里面的自来水是含有杂质的。。也就是说可以通过水来接地！，如果你家用的全是pvc？不用担心~金属的的暖气片总有吧？吧水闸开开让暖气片进水，这样也就自然接地了！还有。接地的导线尽量粗一些，要考虑到趋肤和电感量，太细的导线可能会造成接地不良。
【note：突然想起来一件事，top一定要加尖端。因为尖端的电厂密度最大。最容易释放电荷（见尖端放电）我这个dr有个搞砸了的地方就是从次级到top之间的导线有毛刺，可能浪费了点电弧。。】
关于对电器的干扰。。开机时喷弧的干扰不大。。但是拉弧的话emp比较恐怖。。挺老远的示波器基本都会死机。。电脑触摸板失灵等等。。所以安全的测试有条件的应该将贵重测量设备置于法拉第电笼中使用，避免巨大的电势造成贵重原件击穿。。其实一个电扇罩子接了地就是个不错的电笼~
实验的地点，水泥房屋其实问题都不大。主要是天花板高度可能限制电弧的长度【要注意如果电弧能喷很长但是再很短的距离里就和地彻底击穿了的话电流会窜的很快，如果ocd没调好会有炸管危险。。所以除非是彻底不喷壶一半情况不要用地线去引弧，甚至短路次级……】所以说最好是找开阔地不要限制电弧或者高一点的房子。。
经验能想起来的就这么多了。。话说回来……回国之前这个TC应该是不会再开机了。。一是期末了没时间。。二是我上个周末翻窗户偷偷进了木工房调TC被抓了。。Boyce很生气= =于是就说今年不能再做了。。【具体为毛俺不能自己调试&Boyce是谁请看http://bbs.kechuang.org/read-kc-tid-43115.html 和http://bbs.kechuang.org/read-kc-tid-43471.html】不过无论怎样。这一星期的紧张调试我确实学到了很多。不管怎么说结果不是最重要的，享受过程才是最美好的事情！毕竟这是我第一个固态的TC。第一次做设计时有很多疏忽，效果做成这样虽然不是很满意但是凑活凑活忽悠不明真相群众也够了。。
关于那个功率。我这110v市电。调试时曾一度把10A空开跳闸，检查后还能继续开机使用说明Irms峰值达到10A也就是1100W的功率。。俺知道1100W这点电弧很屎。。相信俺下次做一定比这个好！！！

全文完