Teslův transformátor

Abstract

Smyslem této práce je navrhnou Teslův transformátor s co nejdelšími výboji určeného pro vzdělávací aktivity a pro vizuální a zvukové efekty. V této práci autor nejprve představuje fyzikální podstatu Teslových transformátorů, rozebírá jednotlivé typy zapojení a možnosti jejich realizace. Součástí je také krátký životopis Nikoly Tesly. Po teoretickém rozboru různých zapojení a principů je rozebrána a navržena silová část Teslova transformátoru. V kapitole, věnující se silové části, je popis jejích jednotlivých bloků a principů správného spínání a řízení. Následuje část, kde se autor věnuje výpočtům napěťových a proudových poměrů v této silové části Teslova transformátoru. Podle vypočtených parametrů jsou následně nadimenzovány a vybrány potřebné elektronické součástky. V práci je též rozebrán i návrh a výpočet pasivního chladiče výkonových součástek. V další části práce se autor věnuje rozboru a výpočtům rezonančních obvodů. Z provedených výpočtů jsou pomocí online programu Javatc navrženy cívky primárního a sekundárního rezonančního obvodu. Z těchto teoretických poznatků jsou všechny patřičné komponenty postaveny a navrhnuty DPS. Pozornost je také věnována rozboru jednotlivých bloků řídicího obvodu. Na konci práce je ověřena funkčnost celého zařízení a zařízení postaveno.

In this work the author designs a Tesla coil with long discharges, intended for educational activities and visual and sound effects. In this work author first presents the physical principles of Tesla coils, analyzes various types of circuits, and the possibilities for their construction. It also includes a brief biography of Nikola Tesla. After the theoretical analysis of the circuits and principles, the power section of the Tesla coil is discussed and designed. This chapter includes a description of the power blocks and the principles of switching and control. Next, the author calculates the voltage and current ratios in the power section of the Tesla coil. Based on the calculated parameters, the required electronic components are proportioned and selected. The work also includes the design of a passive heat sink for the power components. Next author focuses on the analysis and calculation of resonant circuits. Based on the performed calculations, the primary and secondary resonant circuit coils are designed by using the online program Javatc. Based on this theoretical knowledge, all components are built and the PCB are designed. Author explains the analysis of individual blocks of the control circuit. At the end, the functionality of the entire device is verified, and the device is assembled.