Diodensplittrafo (ZVS)

Durch Zufall bin ich bei Amazon auf das "ZVS Teslaspule Driver Board Modul" aufmerksam geworden, dass sich unter anderem zur Ansteuerung von Zeilen- bzw. Dioden-Split-Trafos eignet. Die eigentliche Schaltung ist ein sogenannter "Mazzilli-Oszillator", der wiederum eine Variante des Royer-Oszillators ist. Die genaue Funktionsweise des Mazzilli-Oszillators wird in dem folgendem (englischsprachigen) Artikel recht gut erklärt: http://adammunich.com/zvs-driver/

Im Gegensatz zur klassischen NE555-basierten Ansteuerung stellt sich der Mazzilli-Oszillator automatisch auf die Resonanzfrequenz des jeweiligen Trafos ein. Die beiden Leistungs-MOSFETs werden dabei im sogenannten "ZVS-Modus" (Zero-Voltage Switching) betrieben und schalten immer nur im Nulldurchgang. Dadurch treten praktisch keine Schaltverluste auf, sodass sich die MOSFETs trotz der hohen Leistung im Betrieb nur minimal erwärmen. Insgesamt ist der Mazzilli-Oszillator deutlich effizienter als eine NE555-basierte Ansteuerung und kann einen geeigneten Trafo problemlos bis aufs Äußerste ausreizen.

Da die fertig aufgebaute Platine schon für knapp 12 EUR bei Amazon erhältlich ist, lohnt sich der Selbstbau eigentlich nicht. Allein die beiden Leistungs-MOSFETs vom Typ IRFP260N und die beiden Impuls-Kondensatoren kosten zusammen - je nach Händler - bereits bis zu 10 EUR.

Neben dem ZVS-Modul selbst benötigt man nur einen geeigneten Zeilen- bzw. Dioden-Split-Trafo und ein leistungsfähiges Netzteil zur Versorgung der gesamten Schaltung. Beim Hochspannungstrafo ist es wichtig, dass der Ferritkern von außen zugänglich ist, damit man eine zusätzliche Primärwicklung (zweimal 5 Windungen) aufbringen kann. Das Netzteil zur Versorgung des Moduls sollte mindestens 24 Volt und 10 Ampere liefern können.

Gesamtansicht der Schaltung (v.l.n.r.: Diodensplittrafo mit Jakobsleiter, ZVS-Modul, Gleichrichter mit Glättungskondensatoren)

ZVS-Modul mit Diodensplittrafo

Lichtbogen zwischen den beiden Elektroden der Jakobsleiter (Länge des Lichtbogens: ca. 4 cm)

Lichtbogen zwischen den beiden Elektroden der Jakobsleiter (Länge des Lichtbogens: ca. 4 cm)

Eine sogenannte Jakobsleiter besteht aus zwei V-förmig angeordneten Elektroden, deren Abstand zueinander nach oben hin immer größer wird. Wird eine ausreichend hohe Spannung an die Elektroden angelegt, so zündet am unteren Ende ein Lichtbogen, der durch die Erhitzung der Luft nach oben steigt, bis der Abstand der beiden Elektroden zu groß wird und der Lichtbogen schließlich abreißt. Anschließend zündet der Lichtbogen erneut am unteren Ende und der ganze Vorgang wiederholt sich.