基于特斯拉線圈的高壓發(fā)生器技術(shù)研究.pdf

1、特斯拉線圈是利用共振的原理，用兩級(jí)線圈振蕩升壓，從放電終端可獲得高頻高壓的交流電，并且有電弧放電的設(shè)備。即用高壓諧振進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的高壓發(fā)生裝置。因?yàn)楦邏喊l(fā)生器的火花放電現(xiàn)象，一般運(yùn)用于真空檢測(cè)和電氣絕緣檢測(cè)。
　　傳統(tǒng)的特斯拉線圈使用火花開(kāi)關(guān)，在初級(jí)回路中，充電電容達(dá)到一定電壓時(shí)擊穿火花開(kāi)關(guān)使其開(kāi)通，然后通過(guò)共振回路的作用使其電壓升高，得到高頻高壓的交流電。但是因?yàn)榛鸹ㄩ_(kāi)關(guān)損耗大、壽命短，電路的效率低及頻率的不可控等。本文將使用的

2、固體開(kāi)關(guān)代替火花開(kāi)關(guān)，并且經(jīng)過(guò)理論實(shí)驗(yàn)的分析，設(shè)計(jì)基于特斯拉線圈的高壓發(fā)生器，使其具有高頻化、緊湊化、大變比、體積小、便攜性的特點(diǎn)。
　　特斯拉線圈主要分為固態(tài)電路和線圈繞組。在固態(tài)電路部分將用固態(tài)開(kāi)關(guān)代替原有的火花開(kāi)關(guān)，并采用逆變諧振電路，在初級(jí)回路LC諧振條件下，由電阻限制電流，可以降低初級(jí)電容值，增加初級(jí)電感值，而且逆變方波解決了調(diào)頻的問(wèn)題。
　　線圈繞組部分的設(shè)計(jì)是整個(gè)特斯拉的核心部分。線圈電壓的變比與線圈的互感和耦

3、合系數(shù)有關(guān)。對(duì)雙諧振電路進(jìn)行理論分析，可知耦合系數(shù)K對(duì)輸出電壓值的影響，這為線圈的設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。利用ANSYS仿真軟件建立不同線圈模型進(jìn)行對(duì)比，并計(jì)算出各個(gè)線圈的電感矩陣。得出一個(gè)最佳的線圈設(shè)計(jì)方案。特斯拉線圈處于在高頻高壓條件下，對(duì)線圈分布電容以及電壓分布的仿真分析，對(duì)TESLA線圈的絕緣設(shè)計(jì)有很重要的作用。
　　最后在理論和仿真的結(jié)論指導(dǎo)下繞制線圈并測(cè)量相關(guān)參數(shù)，搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并獲取參數(shù)波形，最終放電端擊穿空氣有火