基于可编程硬件的新型双极型双谐振固态特斯拉线圈的

安全性与实用性设计

作者：刘晰鸣 无85 张亦弛 微81

指导老师：孙忆南 电子系

关键词：特斯拉线圈、DRSSTC、CPLD

摘要

特斯拉线圈是一种分布参数高频串联谐振变压器，可以获得上百万伏的高频电压。在世界各地都有特斯拉线圈的爱好者，他们做出了各种各样的设备，制造出了眩目的人工闪电，十分美丽。然而，传统的特斯拉线圈存在不少弊端，其危险性、接地要求高、驱动电路繁杂等因素造成了它使用时的局限性。鉴于传统特斯拉线圈的种种弊端，本项目提出了一种创新性的解决方案，利用新式的器件，如STM32微控制器、CPLD等构建了一种能在室内方便使用、安全可靠、功能齐全的双谐振固态特斯拉线圈。

项目简介

本项目利用物理学、电子学原理进行了线圈参数的设计、驱动电路PCB的设计，并利用3D打印等技术将其制作出来。本项目针对传统特斯拉线圈的几个弊端，提出了一些创新性的解决方案。主要的创新点在于：

{C}1. {C}让次级线圈两端相对放电，这样线圈就不需要接地，而且电弧被严格控制在小范围内，安全性有了更强保障。

{C}2. {C}电路设计上，使用了灵活性更强的CPLD，避免了使用多种不同的CMOS逻辑电路。

{C}3. {C}使用了STM32微控制器来制作灭弧电路，因此可以通过编程使得线圈放出音乐，同时大大增强了使用的灵活性。

放电示意图

线圈成品