说到4MHz的HFSSTC，大家第一反应大概都是这个图

在看了本坛的其他几位的文章之后我也跃跃欲试，毕竟它真的结构很简单。不过它也存在一些缺点，例如：

1. 由于需要调两级谐振，调试难度相对较大，在没有示波器的情况下不太容易调试。即使有示波器，调磁环GDT匝数也是一件有些繁琐的事情。（毕竟磁环的拓扑结构不适合焊上去之后增减匝数......）

2. GDT磁环的材质影响波形质量。

3. 原电路为定频，如果次级线圈谐振频率和设计频率偏差太大可能导致效果不理想。经过实验，偏差10%以上影响就会很大（可能在36V母线电压下才勉强喷弧）

   针对前两个问题我的解决方法：

   末级GDT使用中波磁棒（收音机里用的那种）。因为手头大一点的磁环只有铁铝硅磁环，所以尝试了一下收音机磁棒的效果，毕竟中波高端的频率也有1.605MHz，这玩意在4MHz下表现应该不至于拉胯。没想到效果不错。而且这东西的形状决定了匝数调节不用拆线QAQ

   针对第三个问题我的解决方法：

   由于没有4MHz晶振又懒得搭分频器，再加上后期希望加音乐灭弧，我直接使用了一片STM32F103C8T6生成激励信号。这东西主频72MHz，定时器总线的频率也可以调到72MHz，设置ARR=18后可以用PWM发生器直接得到4MHz的激励信号。这个频率下输出方波失真还是蛮大的。由于一开始次级线圈谐振频率是3.6MHz左右，在后来的调试中我通过修改程序把频率改成了3.6MHz。单片机输出波形是这样：

   用该信号代替原图中第二个反相器的输出信号后我去掉了180pF电容后面的上拉电阻。我实在没有太搞懂这个上拉电阻是干啥的。我加上它之后2N3904基本处在一直导通的状态，去掉后集电极可以得到幅值接近12V的（上升下降沿非常大的）方波，但其实能用。

   之后图腾柱部分的电路没啥问题，正常接即可。第一个GDT我用了节能灯镇流器里的小磁环。初级绕到了使整个电路输入电流最小的程度，然后调节次级线圈让次级线圈两端电压峰峰值最大

   图腾输出电压和IRF640（我用的驱动MOS是IRF640）栅极电压波形如下：

   这波形看起来似乎有些不伦不类，尤其是IRF640导通脉宽明显太大，但是我怎么调都没法让它接近正弦波。只能尽可能改变次级线圈匝数让驱动峰值电压达到最大。最大值大约是9V，对应的GDT输出电压峰峰值也是9V左右

   然后调第二个GDT。在磁棒上先绕20~30圈初级线圈，这时减少匝数，整个系统输入电流应该会减小，随着匝数减小这个电流有一个最小值，我们就把它对应的匝数作为初级线圈匝数（这个方法不一定严谨，毕竟加上次级之后漏感会变，但固定下来是可以的）

   然后调第二个GDT的次级线圈匝数。监测IRF460的Vgs电压，调节次级线圈匝数使其振幅合适（注意是振幅合适，峰峰值20V~40V就行，实际上谐振最强的点峰峰值可能远不止这么高，我的最高试验到了60V峰峰值，担心Cgs击穿没有再调。从另一个角度说明这个电路驱动能力还是很强的。），如果实在调不上去可以适当提高输入电压，总之只要这个电压是对的电路就能工作

   我调出来的Vgs：

   非常漂亮的正弦波，幅值约20V。忘了之前那些奇奇怪怪的波形吧

   此时驱动电路输入12V，输入功率10W。而没有第二个GDT次级线圈时输入功率连2W都不到。所以这么大的功率都去哪里了呢？一开始我也很懵逼，直到后来发现即使不加直流高压IRF460也在单纯地因为栅极谐振发热估计有一部分损耗在MOS的Ciss内部了。磁棒GDT也有一定程度的发热。

   然后逐渐升高直流高压端的电压。这期间可以观察到米勒效应对Vgs的影响，正弦波上会多出一个小平台。一般如果次级线圈谐振得比较好，初级和次级耦合度合适，10V左右这个电路就可以喷弧了：

   开到20V的效果：

   开到30V的效果：

   用某种铁质放电尖端的放电效果：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/video/BV1xR4y17772?spm_id_from=333.999.0.0

   最大电压36V，功率约50W，像个小火炬。

   下一步打算给这个东西加上音乐灭弧。由于信号源是单片机产生的，不需要增加任何灭弧电路。定频定占空比的灭弧非常简单，简易的方波音乐灭弧也已经试验出来。但我还不满足于这些，我觉得这个载波频率应该足够让我用它实现类似于D类功放的效果，以此实现较低失真地播放音频。但是事实证明，以20KHz的灭弧频率对手机音频ADC采集后直接转换成占空比信号给出的播放效果很一般。这部分程序是这样：

   TIM2的CH1是灭弧信号输出，这种方法调制后直接将灭弧信号输入扬声器还原度很高，甚至听不出什么明显的失真（毕竟是个标准的D类功放）。可是一旦打开TC采样信号就会被疯狂干扰，导致输出的灭弧信号质量也很差。下一步打算尝试跳过采样环节直接从U盘等大容量存储设备里读取音频并转换成灭弧信号，这样至少灭弧信号本身不会受到干扰。

   如果大家想到了什么更好的保真度更高的音乐灭弧方法欢迎探讨