Зимой прошлого года я собрал свой первый качер, который создавал пушистик ~1 см диаметра. Когда он заработал, мир перевернулся для меня


Итак, представляю вашему вниманию DRSSTC 1:

В полностью собранном состоянии её рост составляет 82 сантиметра. Имеет на борту сдвоенный мост из HGTG20N60A4D, драйвер из Китая и частоту резонанса в районе 140кГц. Разряды при проигрывании музыки до 1 метра. Я бы показал вам ток первички, честное слово, сам хочу взглянуть, но не имею осциллографа, так что обойдёмся визуальным ознакомлением.

Для удобства я разобью тему на спойлеры, чтобы можно было быстро перемещаться.

1. Силовая
Как сказал выше - двойной мост на HGTG20N60A4D.
С этой силовой я поимел неплохую попаболь. Так как это первая схема, которую я создал с помощью небезызвестной программы, не обошлось без косяков. И даже если оставить программу, то при создании силовой в металле тоже были сложности ввиду того, что я впервые использовал технологию фоторезиста.
При создании компонентов Теслы я практически во всём опирался на опыт, который имеет интернет и я очень сильно благодарен всем Тесластроителям, которые подробно расписывают свои катушки, проблемы в них и решения этих проблем. Собственно силовая не стала исключением, кто-то узнает в ней знакомый дизайн:


Вы скажете, что таким радиатором можно охладить любое трахание и да, я с вами полностью согласен, но он выглядит просто шикарно и я не мог отказать себе в его покупке
Собственно, схема силовой будет позже, а сейчас могу сказать, что обвесил её защитой по максимуму. То есть это и 440CA параллельно каждому ключу, и 24CA в затвор каждому. Я видел множество споров о целесообразности этих мероприятий, о том, что они дают нехилую ёмкость, что вредно для всей схемы, но я решил, что пусть лучше будет драйверу потяжелее, все равно в ДРке он не так уж и тужится
Так же в схеме есть RD цепь из диодов ss16 и сопротивления на 12 Ом для задания задержки открытия ключей. Эту цепь я высчитывал под конкретные ключи. Все по канону, в этой катушке мне был важен именно стабильно работающий результат.
Питание силовой - выпрямленная розетка 310В. Выпрямляется с помощью 2 банок по 2200мкФ каждая, естественно можно было и меньшую ёмкость поставить, но деньги были и почему бы и нет? Известно давно, что чем больше ёмкость, тем ниже ESR, а я хотел максимальной отдачи. Выпрямитель сваял сам, благо много ума не надо, все довольно примитивно:
электролиты и будущий MMC.
Плата выпрямителя.
готовый выпрямитель. Под радиатором KBPC5010. Как видно, много компонентов перекочевали из старого компьютерного БП. Места для двух терморезисторов пусты и шунтированы, потому что резисторы я выбрал неправильно и после ~10 запусков они сгорели.
Из схемы видно, что я организовал неавтоматический плавный пуск, где в роли реле выпала честь выступать самому оператору. Купил тумблер с 3 положениями on/off/on и пока на этом успокоился, реле некуда впихнуть.
Общий вид ввода питания:
Некоторые фото довольно старые, корпус не покрашен, все приделано на сопли и т.д. Но актуальны, потому что сам вид подключения не изменился. В цепи питания предохранитель на 30А, который ни разу не сработал при вылете силовой и это означает, что выбран он неправильно и его необходимо заменить.
С этой силовой я поимел неплохую попаболь. Так как это первая схема, которую я создал с помощью небезызвестной программы, не обошлось без косяков. И даже если оставить программу, то при создании силовой в металле тоже были сложности ввиду того, что я впервые использовал технологию фоторезиста.
При создании компонентов Теслы я практически во всём опирался на опыт, который имеет интернет и я очень сильно благодарен всем Тесластроителям, которые подробно расписывают свои катушки, проблемы в них и решения этих проблем. Собственно силовая не стала исключением, кто-то узнает в ней знакомый дизайн:


Вы скажете, что таким радиатором можно охладить любое трахание и да, я с вами полностью согласен, но он выглядит просто шикарно и я не мог отказать себе в его покупке

Собственно, схема силовой будет позже, а сейчас могу сказать, что обвесил её защитой по максимуму. То есть это и 440CA параллельно каждому ключу, и 24CA в затвор каждому. Я видел множество споров о целесообразности этих мероприятий, о том, что они дают нехилую ёмкость, что вредно для всей схемы, но я решил, что пусть лучше будет драйверу потяжелее, все равно в ДРке он не так уж и тужится

Так же в схеме есть RD цепь из диодов ss16 и сопротивления на 12 Ом для задания задержки открытия ключей. Эту цепь я высчитывал под конкретные ключи. Все по канону, в этой катушке мне был важен именно стабильно работающий результат.
Питание силовой - выпрямленная розетка 310В. Выпрямляется с помощью 2 банок по 2200мкФ каждая, естественно можно было и меньшую ёмкость поставить, но деньги были и почему бы и нет? Известно давно, что чем больше ёмкость, тем ниже ESR, а я хотел максимальной отдачи. Выпрямитель сваял сам, благо много ума не надо, все довольно примитивно:



Из схемы видно, что я организовал неавтоматический плавный пуск, где в роли реле выпала честь выступать самому оператору. Купил тумблер с 3 положениями on/off/on и пока на этом успокоился, реле некуда впихнуть.
Общий вид ввода питания:

2. Драйвер и Прерыватель
Драйвер мне любезно предоставили наши восточные братья и я хочу сказать, что в принципе я остался доволен, за исключением моментов, когда приходится по всему интернету искать datasheet, который покажет тебе, что и куда подключать. Да будет вам известно, что китайский аналог очень сильно похож на simpledriver и подключение сего чуда я осуществлял смотря на схему simple.

Сам драйвер вместе с GDT находится внутри заземленного алюминиевого корпуса. Питание от 24В, которые берутся с китайского ИБП на 3А. Само собой, это за глаза и есть куда разгуляться и с подсветкой и с охлаждением.
Прерыватель выглядит именно так, как и показывет тебе Алиэкспресс:

От себя добавлю, что есть проблемы с настройкой защиты по току в виду отсутствия внятного описания драйвера, что являлось причиной смачного вылета силовой от токовой перегрузки во время первых пусков. В целом я не разочарован, все таки драйвер дёшев.
Есть некоторые проблемы со звуком. Когда проигрывается тихий звук, генерация может просто пропасть или запинаться, что звучит убогенько. Так же звук довольно грязный, но тут все зависит от midi файла. Если он более менее комплексный и не совсем простой, то фоновые звуки в нём превращаются в грязь на выходе, что печалит.
Так же в комплекте шёл патчкорд длиной 5 метров. Как по мне, маловат, я хотел бы больше.

Сам драйвер вместе с GDT находится внутри заземленного алюминиевого корпуса. Питание от 24В, которые берутся с китайского ИБП на 3А. Само собой, это за глаза и есть куда разгуляться и с подсветкой и с охлаждением.
Прерыватель выглядит именно так, как и показывет тебе Алиэкспресс:

От себя добавлю, что есть проблемы с настройкой защиты по току в виду отсутствия внятного описания драйвера, что являлось причиной смачного вылета силовой от токовой перегрузки во время первых пусков. В целом я не разочарован, все таки драйвер дёшев.
Есть некоторые проблемы со звуком. Когда проигрывается тихий звук, генерация может просто пропасть или запинаться, что звучит убогенько. Так же звук довольно грязный, но тут все зависит от midi файла. Если он более менее комплексный и не совсем простой, то фоновые звуки в нём превращаются в грязь на выходе, что печалит.
Так же в комплекте шёл патчкорд длиной 5 метров. Как по мне, маловат, я хотел бы больше.
3. GDT и трансформаторы ОС
Все так же канонично и в GDT и в ОС. Все трансформаторы состоят из колец Epcos материала T38.
GDT представляет собой 5 витков сдвоенными проводами МГТФ 0,2 и, соответственно, каждый из этой парочки управляет своим полумостом.
Делов на парочку вечеров, в принципе ничего сложного.

Трансформаторы обратной связи выполнены с коэффициентом трансформации 1:1024. Опять же, сугубо примерно, потому что один из них по схеме 1:32:32, а второй по схеме 1:33:31.

Вот их расположение и подключение в полностью собранном корпусе.
тут конечно творится полный хаос и гораздо приятнее, когда все скручено, но тем не менее, оно работает и нагрева транзисторов нет (что следовало бы из неправильной и плохой работы GDT). Видел очень много советов по поводу ферритовой бусины между GDT и драйвером, но не срослось, ибо мне предстоит ещё много узнать и на практике я не знаю, как эту бусину туда кинуть. У меня есть парочка, но их материал тоже вызывает вопросы.. В общем если кто сможет конкретно подсказать, как организовать бусинку на управляющий трансформатор, буду признателен
Полжение трансформатора обратной связи я искал на практике, в силу того, что опять же, на драйвер нет datasheet. Благо при неправильном подключении ничего не вылетало и не взрывалось. Положение трансформатора ОС защиты по току значения не имеет.
GDT представляет собой 5 витков сдвоенными проводами МГТФ 0,2 и, соответственно, каждый из этой парочки управляет своим полумостом.
Делов на парочку вечеров, в принципе ничего сложного.

Трансформаторы обратной связи выполнены с коэффициентом трансформации 1:1024. Опять же, сугубо примерно, потому что один из них по схеме 1:32:32, а второй по схеме 1:33:31.

Вот их расположение и подключение в полностью собранном корпусе.


Полжение трансформатора обратной связи я искал на практике, в силу того, что опять же, на драйвер нет datasheet. Благо при неправильном подключении ничего не вылетало и не взрывалось. Положение трансформатора ОС защиты по току значения не имеет.
4. Первичный резонансный контур
Сразу оговорюсь, что лично для меня эта была одна из самых сложных частей катушки в плане изготовления (где-то на равне с силовой), потому что первые итерации первички я делал без лобзика и знатно горел с происходящего
Перейдем к контуру: он состоит из MMC, набранного из китайских CBB81 в количестве 54 штук, имееет 90нФ и рассчитан на 6кВ. А так же первичной обмотки, которая сделана из медной трубки для кондиционера и в крайней своей итерации имеет коничеескую форму и 8,5 витков, где резонанс находится на 6,75 витке.
Примерная частота резонанса около 140кГц, как по мне многовато, но транзисторы тянут. Изначально первичка была плоской и на 6 витков, чего в итоге не хватило и пришлось допаивать 2,5 витка.. потом я нашел резонанс на плоской первичке и понял, что коэффициент связи мал, ибо разряды были никакущие, а токовая защита на пределе.
Контур соединен автомобильными проводами сечением ~10мм², нареканий к ним нет.
MMC в готовом корпусе
v1

v2
финалочка
По итогу скажу, что мне понравилось набирать MMC из китайцев. Он не греется, выглядит сносно, единственное - размещение MMC на плате требует усиления дорожек, иначе они прогорают, как произошло у меня и я напаял на них здоровенный медный провод.
Так же я думаю, что в будущем буду использовать коническую обмотку, но с бо́льшим углом, потому что предпосылок к пробитию первички на вторичку я не увидел, так же разряды крайне неохотно лезут внутрь и была всего парочка попаданий в страйкринг.

Перейдем к контуру: он состоит из MMC, набранного из китайских CBB81 в количестве 54 штук, имееет 90нФ и рассчитан на 6кВ. А так же первичной обмотки, которая сделана из медной трубки для кондиционера и в крайней своей итерации имеет коничеескую форму и 8,5 витков, где резонанс находится на 6,75 витке.
Примерная частота резонанса около 140кГц, как по мне многовато, но транзисторы тянут. Изначально первичка была плоской и на 6 витков, чего в итоге не хватило и пришлось допаивать 2,5 витка.. потом я нашел резонанс на плоской первичке и понял, что коэффициент связи мал, ибо разряды были никакущие, а токовая защита на пределе.
Контур соединен автомобильными проводами сечением ~10мм², нареканий к ним нет.



v2

По итогу скажу, что мне понравилось набирать MMC из китайцев. Он не греется, выглядит сносно, единственное - размещение MMC на плате требует усиления дорожек, иначе они прогорают, как произошло у меня и я напаял на них здоровенный медный провод.
Так же я думаю, что в будущем буду использовать коническую обмотку, но с бо́льшим углом, потому что предпосылок к пробитию первички на вторичку я не увидел, так же разряды крайне неохотно лезут внутрь и была всего парочка попаданий в страйкринг.
5. Вторичный резонансный контур
Думаю по трудоемкости создания он занимает самое последнее место, хотя многие боятся того, что придется наматывать ~1000 витков, этож как вообще‽ Есть вещи гораздо сложнее, чем просто посидеть 3-4 часа за прослушиванием музыки. Тем более многие используют шуруповерты для намотки, что в разы упрощает дело) Тор было сделать посложнее, но в целом - не самый трудоемкий элемент катушки.
Вторичная обмотка состоит из ~1200 витков проводом ПЭТВ-0.4, намотанных на ПВХ трубу диаметром 16см. Я решил перестраховаться и взял провод сечением 0,4, ибо видел примеры перегорания вторички и не хочу подобного даже отдаленно.
вторка с креплением для тора. Так же внизу вторички со внутренней стороны трубы приделано разомкнутое медное кольцо для контакта с заземлением. Контакт даёт хороший, достаточно просто поставить вторичку на корпус.
Тор имеет диаметр ~40см, изготовлен из алюминиевого воздуховода диаметром 120мм, двух отпилочных дисков для болгарки, ~2 килограмм шпатлёвки и половины мотка алюминиевого скотча.
За время тестов только один раз вылетел стриммер не из терминала, а из заусенца, которых я сразу же убрал. Вообще при изготовлении мечтал о вращающемся станке, чтоб все делать через вращение, но пришлось просто на кухонном столе шпатлевать
мне и такой его вид нравится, но понятно же, что через парочку месяцев использования воздуховод превратится в фарш.
После шпатлевания начал зачищать и понял, что у меня слишком мелкая нождачка, а ехать за другой стало очень лень
так что неровности остались.
Свежеиспечённый тор готов к работе. Так же по поводу вредных советов. Вычитал я, что классно алюминиевую ленту ложкой выравнивать.. Нет, друзья, не совсем. Результат есть, все выравнивается, только вот остаются на ленте крайне печальные разводы-царапины, коих хотелось бы избежать. Для себя я нашел вариант, но это путь задротов, которые могут всрать свое личное время: разглаживать ногтем. Царапин нет, все замечательно, только после этого можно обнаружить себя глубоким старцем, умирающем в одиночестве, потому что всю жизнь провел за какой-то хернёй.
По итогу скажу, что меня не устроила конечная частота резонанса. Тор здесь явно нужен больше, ~50см в диаметре да и обмотку такой высоты я бы хотел сделать проводом 0,3 и на выходе получить такую частоту, которая позволит вздохнуть ключам свободно, а мне поднять токовую защиту, чтоб получать молнии больше метра в длину.
Возможно в будущем я сделаю апгрейд, ведь заменить вторичный контур очень легко в моей катушке.
Вторичная обмотка состоит из ~1200 витков проводом ПЭТВ-0.4, намотанных на ПВХ трубу диаметром 16см. Я решил перестраховаться и взял провод сечением 0,4, ибо видел примеры перегорания вторички и не хочу подобного даже отдаленно.

Тор имеет диаметр ~40см, изготовлен из алюминиевого воздуховода диаметром 120мм, двух отпилочных дисков для болгарки, ~2 килограмм шпатлёвки и половины мотка алюминиевого скотча.
За время тестов только один раз вылетел стриммер не из терминала, а из заусенца, которых я сразу же убрал. Вообще при изготовлении мечтал о вращающемся станке, чтоб все делать через вращение, но пришлось просто на кухонном столе шпатлевать





По итогу скажу, что меня не устроила конечная частота резонанса. Тор здесь явно нужен больше, ~50см в диаметре да и обмотку такой высоты я бы хотел сделать проводом 0,3 и на выходе получить такую частоту, которая позволит вздохнуть ключам свободно, а мне поднять токовую защиту, чтоб получать молнии больше метра в длину.
Возможно в будущем я сделаю апгрейд, ведь заменить вторичный контур очень легко в моей катушке.
6. Корпус
За краской натуру не скроешь и оно видно - корпус состоит из ДСП и пластиковых труб. Являлся сложной частью при изготовлении, особенно первичка, о чем я уже заводил речь.
В общем то имеем 2 этажа: на первом расположены все внутренности; на втором находится первичка и вторичный контур. Компоновка довольно знакомая всем. Финальную версию делал уже с лобзиком, очень нужный оказался инструмент.
Важным для себя я считал помехозащищённость всех внутренностей, так что я решил, что корпус будет представлять собой клетку Фарадея с довольно крупной ячейкой, а именно, по периметру ДСП приклеена алюминиевая лента, ножки корпуса состоят из шпилек диаметром 8 мм и кроме выполнения функции клетки, так же позволяют регулировать высоту страйкринга.
К слову, страйкринг сделан из той же трубки, что и первичка, обязанности выполняет исправно, крепится ничем, просто кладу кольцо на шпильки и убеждаюсь в надёжном контакте. Заземление корпуса выведено снизу в отдельный провод (обязательная часть, даже если у вас розетки трехпроводные).
Первая версия корпуса, конечно без краски, сделана больше для того, чтоб ничего не валялось на полу, связанное проводами, а было хоть локализовано в одном месте (именно в том месте, да).
Это верхняя часть нового корпуса. С покупкой лобзика всё стало в разы проще и уже можно позволить себе поиграться с формами (с формами пропилов, конечно же).
После обработки нождачкой все готово для покраски. Первый раз я работал с деревом и нождачкой и мне очень понравился эффект, когда ДСП становится такооой гладкой, невероятно
Импровизированный цех лакокрасочных работ.
Результатом покраски я остался доволен, ушло около 2 баллончиков краски и баллончик лака.
нижние стороны корпуса. Кто то может напишет, что с таким размером ячейки клетка не работает, но если вспомнить частоту почти любой катушки это около 100кГц, да даже с бешеными частотами QCW катушек мы получаем длину волны более нескольких сотен метров! В таком случае внутреннее пространство спасет и пятиметровая клетка)
вот и внутреннее убранство. Все интуитивно понятно, что и где находится. Можно было сделать компоновку и поплотней, но я не стал сильно заморачиваться, потому что новый корпус по сути это преемник старого, нижняя часть от него, да и в принципе почти вся компоновка. Тем более пустое место в середине впоследствии заняла самодельная лампа.
Ну и вот корпус из превьюхи, крашеный, обработанный, я считаю, что он сделан в принципе не плохо, конечно необходимо получать опыт работы по дереву и опыт покраски.
Делать корпус было трудоемко, но мне понравилось, особенно понравилось смотреть на конечный результат.
В общем то имеем 2 этажа: на первом расположены все внутренности; на втором находится первичка и вторичный контур. Компоновка довольно знакомая всем. Финальную версию делал уже с лобзиком, очень нужный оказался инструмент.
Важным для себя я считал помехозащищённость всех внутренностей, так что я решил, что корпус будет представлять собой клетку Фарадея с довольно крупной ячейкой, а именно, по периметру ДСП приклеена алюминиевая лента, ножки корпуса состоят из шпилек диаметром 8 мм и кроме выполнения функции клетки, так же позволяют регулировать высоту страйкринга.
К слову, страйкринг сделан из той же трубки, что и первичка, обязанности выполняет исправно, крепится ничем, просто кладу кольцо на шпильки и убеждаюсь в надёжном контакте. Заземление корпуса выведено снизу в отдельный провод (обязательная часть, даже если у вас розетки трехпроводные).









Делать корпус было трудоемко, но мне понравилось, особенно понравилось смотреть на конечный результат.
7. Настройка
Наверное, это будет самая короткая часть ввиду отсутствия у меня осцилла и я просто расскажу, что и как я настраивал в резонанс. Это оказалось не сложно, двигай контакт по первичке да смотри на стример (двигать контакт только при отключённом питании!!).
Вопросы у меня до сих пор вызывает нижний и верхний полюс. Во первых я всё ещё не знаю, на каком у меня работает катушка, а во вторых, я так и не понял, каким образом "попасть" на нужный мне полюс. А нужен мне в основном верхний для музыки. Я думаю, что с появлением осциллографа этот вопрос сам собой отпадёт.
Так же при первых включениях я сразу подавал розетку, то есть без ЛАТРа, балласта и какой либо лампы в цепи. Я исключительно не рекомендую делать так же, таким образом может сгореть не один час работы над устройством. Но мне повезло и я почти сразу получил стримеры.
В начале оказалось, что выходы драйвера расположены не так, как я думал и полумосты открывались некорректно. То есть открывались не ключи по диагонали моста, а верхняя и нижняя части моста вместе. Благо, это не могло привести к КЗ. Вообще это крайне удобная фича драйверов - 2 выхода. На один выход кинул один полумост, на второй - другой. И тут только два варианта: либо правильное подключение, либо нет, но второе не приводит к детонации силовой и, соответственно, жеппа остаётся в прохладе.
Думаю тут стоит упомянуть о важности заземления катушек подобной мощности: как только я забывал подсоединять провод заземления к щитку в подъезде, то почти сразу вылетала силовая, передавая мне огромный привет. Так что тем, кто ещё не строил подобные вещи и собирается - ЗЕМЛЯ ОЧЕНЬ ВАЖНА и не стоит пренебрегать ею, надеясь на розетки с землей. С вас не убудет сделать ещё один провод, а нервы сохранятся
Вопросы у меня до сих пор вызывает нижний и верхний полюс. Во первых я всё ещё не знаю, на каком у меня работает катушка, а во вторых, я так и не понял, каким образом "попасть" на нужный мне полюс. А нужен мне в основном верхний для музыки. Я думаю, что с появлением осциллографа этот вопрос сам собой отпадёт.
Так же при первых включениях я сразу подавал розетку, то есть без ЛАТРа, балласта и какой либо лампы в цепи. Я исключительно не рекомендую делать так же, таким образом может сгореть не один час работы над устройством. Но мне повезло и я почти сразу получил стримеры.
В начале оказалось, что выходы драйвера расположены не так, как я думал и полумосты открывались некорректно. То есть открывались не ключи по диагонали моста, а верхняя и нижняя части моста вместе. Благо, это не могло привести к КЗ. Вообще это крайне удобная фича драйверов - 2 выхода. На один выход кинул один полумост, на второй - другой. И тут только два варианта: либо правильное подключение, либо нет, но второе не приводит к детонации силовой и, соответственно, жеппа остаётся в прохладе.
Думаю тут стоит упомянуть о важности заземления катушек подобной мощности: как только я забывал подсоединять провод заземления к щитку в подъезде, то почти сразу вылетала силовая, передавая мне огромный привет. Так что тем, кто ещё не строил подобные вещи и собирается - ЗЕМЛЯ ОЧЕНЬ ВАЖНА и не стоит пренебрегать ею, надеясь на розетки с землей. С вас не убудет сделать ещё один провод, а нервы сохранятся

Наконец дошли руки до Ютуба, вот парочка видео с музыкой:
https://youtu.be/k0xWkaOPKB4
https://youtu.be/v8qHUBEtS9o
https://youtu.be/cADoxrEsZ-k
Хотелось бы подвести итоги работы над данной катушкой. Прошло полгода с того момента, как я начал сборку и хочу сказать, что это было очень увлекательно! Местами катушка вышла не такая, как я хотел, где то лучше, где то хуже, но в целом я очень доволен. Это был своеобразный челлендж для меня, сделать сложный прибор без практических навыков и измерительных приборов. Это не значит, что я так хотел, это значит, что осциллографы не дешёвые. Если остались ко мне вопросы, прошу в комментарии к теме, буду отвечать по мере своих знаний. Всем крепких нервов и взрывостойких транзисторов!
Тема будет, естественно добавляться!