下面我对电路进行简单的分析:
次级谐振电流流经反馈互感器感应出振荡信号,送入施密特反相器(Steve Ward的电路采用的是天线,天线接受次级发射出来的谐振电磁波,转化成振荡电流),由于1N4148的箝位作用,幅度被限制在0-5V间,这样次级谐振的正弦波信号被削掉负半周期,经过两级施密特反相器整形,变成频率、相位与次级谐振电流相同的方波信号,经过与门送入MOSFET驱动器TC4422,其中一个TC4422前面加了反相器反向,使之与另一个TC4422的输出互补,输出12V电平的脉冲推动门驱动变压器,推动半桥对310V的直流电逆变(220V交流市电经过整流滤波后变成310V直流),产生正负155V的高频电流,推动初级线圈,将能量传递给次级线圈。由555组成的灭弧信号通过与门,控制电路的工作与暂停,使电弧按照一定的频率熄灭,即灭弧动作。由于通电瞬间,逻辑门电路输出0,半桥的其中一个桥臂导通,电流流过初级线圈,使次级线圈感应到一个脉冲,同时经过互感器通入了施密特反相器,之后电路起振,进入工作循环。整个电路采用了自激方式工作,逆变桥输出的频率可以根据次级线圈谐振频率改变,以此达到维持谐振。
关于特斯拉线圈的输出电压问题:根据能量守恒定律,若不计能量损耗,对于一般的特斯拉线圈,1/2*C1*U1^2=1/2*C2*U2^2(C1是主电容的容量,U1是输入电压,C2是放电端对地等效电容,U2是输出电压);对于固态特斯拉线圈,由于初级没有电容,可以根据单个周期驱动电路提供的能量去计算,P*t=1/2*C*U^2(P是驱动电路输出峰值功率,t是ontime,即每个放电周期/电路工作的时间长度,C是放电端对地等效电容,U是输出电压)。
PS:理论计算和实际测量是相差很大的!