Teslův transformátor je vzduchový transformátor pracující na své vlastní rezonanční frekvenci, obvykle v řádech stovek kHz až jednotek MHz. Slouží k výrobě velmi vysokého střídavého napětí o té vysoké frekvenci. Jeho autorem je Nikola Tesla, původem z Chorvatska. Chtěl ho použít k bezdrátovému přenosu energie, jednou rozsvítil 200 žárovek na vzdálenost 42km. Tento systém se ale nezačal používat v praxi.

Primární cívka je tvořená několika závity silnějšího drátu, záleží na budiči. Primár je připojen ke zdroji vf proudu, typy budičů jsou popsány níže.

Sekundární cívku tvoří stovky až tisíce závitů tenkého drátu vinuté obvykle na plastové, PVC nebo keramické trubce v jedné vrstvě, vinutí se musí nalakovat, kvůli držení tvaru a izolaci. Spodní konec sekundáru se musí uzemnit! (radiátor, kolík v zásuvce, kovový kolík zabodnutý do země)

Přídavná kapacita - cokoliv kovového s velkou plochou, např. plechovky, hezčí řešení je toroid – stočený husí krk obalený v alobalu. Snižuje rezonanční frekvenci sekundární cívky. (Sekundární LC obvod – indukčnost vinutí a kapacita k okolí + mezizávitová kapacita – ta je ale malá, proto se takto zvyšuje). Tato kapacita navíc tvoří další emag. pole okolo TC, takže se mírně zvětší výboje.

Na vrchol sekundáru, příp. na toroid se může položit hrot, aby výboje sršeli z jednoho bodu.

SGTC – Spark Gap Tesla Coil – Jiskřišťový Teslův transformátor

Je to zjednodušené zapojení SGTCM, které používal sám Nikola Tesla. Kromě primáru, sekundáru a přídavné kapacity je třeba zdroje vn, vn kondenzátoru a jiskřiště. V primáru vznikají tlumené kmity.

• Zdroj vn - vhodný je transformátor z mikrovlnky MOT (i jejich serioparalení kombinace), transformátor pro neonové reklamy NST, polomůstek s vn trafem z TV – např. ZVS driver (stovky W), atd…
• VN kondenzátor - více vrstev alobalu prokládané měkkým tlustým PVC, stočené do válce nebo MMC (Multi mini capacitor) – serioparalení kombinace svitkových kondenzátorů. Velmi kvalitní výsledný kond., dobré pulzní vlastnosti.
• Jiskřiště – statické (2 elektrody s určitou vzdáleností, nebo lépe 2 nebo více rovnoběžných Cu trubek, určité mezery – nejlepší řešení, elektrody se tolik neopalují a nehřejí) nebo rotační - několik statických elektrod + několik rotačních elektrod. Regulací otáček se dá nastavit BPS – počet přeskoků za sekundu.
• Primár je vinutý tlustým drátem, u větších i měděnou trubkou, je plochého, kónického nebo solenoidního tvaru.
• Sekundár je vhodný v poměru průměr:výška 1:5 až 1:7.
• Výboje jsou většinou rozvětvené a slušně kopou i SGTC v menších provedení.

SGTCM – Spark Gap Tesla Coil Magnifier – princip je velmi podobný SGTC, sekundár má jen 100-200 z., další cívka – terciér má podobné rozměry jako sekundár u normálního SGTC. Terciér navyšuje napětí na sekundáru. S tímto zapojením experimentoval Nikola Tesla.

SSTC – Solid State Tesla coil – Polovodičový Teslův transformátor

Tento typ TC využívá pro buzení polovodiče, v koncovém stupni se většinou nachází tranzistory MOSFET nebo IGBT, někdy i BJT. Existují různé druhy zapojení – jednočinné, např. ve třídě E, polomůstky (stovky W až jednotky kW), plné můstky (jednotky až desítky kW), atd…

• Napájení – jakékoliv DC napětí, záleží, co zvládne spínací prvek, takže od 12V baterií přes usměrněnou síť 325V (pro větší bezpečnost je vhodné použít oddělovací transformátor), po usměrněnou 3f síť 560V.
• Primár - několik jednotek – desítek závitů silnějším izolovaným drátem vinuté na PVC trubce okolo sekundáru. Zde moc nehrozí přeskoky sekundár – primár, takže může být těsnější vazba.
• Sekundár – zde je vhodný poměr průměr:výška 1:3 – 1:4
• Výboje mají různý tvar, záleží na budiči (napětí, obálka, frekvence)

ISSTC – Interrupted Solid State Tesla Coil – SSTC s přerušovaným buzením. Budící signál do GATE je přerušován jiným signálem o frekvenci desítek až stovek Hz. Tím se sníží střední odebíraný příkon a zvýší pulzní výkon, takže tranzistor(y) míň topí, a prodlouží se výboje, které docela dost kopou a jsou víc hlučné.

Oblíbený interrupter (přerušovač) s NE555. Jsou zde 2 trimry, jedním se ladí doba zapnutí buzení, druhým doba vypnutí. Polohou jezdců se mění přerušovací frekvence, vzájemnou polohou jezdců zase střída přerušování. Výstup se většinou připojuje do ENABLE gatedriveru, případně do nějakého IO. S tímto obvodem je teslení hned zajímavější, výboje se dají měnit od tenkých větvených výbojů po hrubý svazek výbojů obalených plazmou.
Schéma převzato z www.experimenty.kvalitne.cz

DRSSTC – Dual Resonant Solid State Tesla Coil  – SSTC s laděným primárním obvodem. Do série s primárem se dá rezonanční kondenzátor na dostatečné napětí, většinou několik kV, a jelikož je dost namáhán, je lepší ho složit z více menších kondů (MMC). V tomto zapojení se značně prodlouží výboje.

ISSTC a DRSSTC se běžně kombinují.

U SSTC je možná audiomodulace, kdy z výboje vychází zvuk. Nejjednodušší je u obvodu 4046, kde stačí připojit přes malý kondenzátor na vývod 9.

VTTC – Vacuum Tube Tesla coil – Elektronkový Teslův transformátor

Tento typ TC využívá k buzení elektronku (klidně i více kusů paralelně). Zapojuje se převážně jako oscilátor třídy C se zpětnou vazbou z pomocného vinutí cca 10-20z.

• Napájení je většinou síť, příp zdvojená/ztrojená síť a nebo zvyšující trafo, nejčastěji MOT (2,1kV), u větších elek, jako je třeba GU-81M, nebo větší radarové, se může použít i zdvojené napětí MOTu (samozřejmě záleží, co zvládne elka, ale dají se přetížit někdy i o 300% :)) Napětí je usměrněno jednocestné nebo můstkově bez filtrace, takže VTTC je modulován 50 nebo 100Hz. Další možnost je napětí vyhladit a do katody dát MOSFET s přerušovačem, např. tento, jako u ISSTC, nebo staccato.
• Primár: U VTTC má vyšší počet závitů, cca 15-20. Je vhodné si vyrobit univerzální drát s odbočkami, ten používat při ladění, a do finální verze dát jiný drát s přesnou délkou.
• Sekundár má vhodný poměr průměr:výška 1:3 – 1:4
• Elektronka: Vhodná je trioda, tetroda a pentoda. Nejčastěji používané jsou pentody GU-81M, GU-80, GU-50 a svazkové tetrody 6P45S, PL500, PL504, PL509.
• Výboje jsou tiché, rovné, nejsou moc rozvětvené, zato můžou být docela horké.

U VTTC je také možnost modulace hudbou, buď přes tranzistor v katodě, podobně jako u přerušování, nebo rozrušování napětí na g2 přes malý transformátorek.

OLTC – Off-Line Tesla coil –  Klasický Teslův transformátor spínaný tranzistorem

Zapojení velmi podobné SGTC, ale jiskřiště nahrazuje výkonový tranzistor, většinou IGBT. Do napájení je zařazena tlumivka, aby se při sepnutí tranzistoru nevybila vstupní kapacita. Do báze tranzistoru se volí signál stovky Hz až jednotky kHz. Tranzistor je sepnut po celou dobu tlumeného kmitání, takže ta doba by neměla být překročena délkou pulzu v bázi.

• Napájení: usměrněná (325V) nebo zdvojená (650V) síť.
• Primár: malý počet závitů (1-3), kvůli nízkému napájecímu napětí.
• Sekundár: poměr jako u SGTC, takže asi 1:5 až 1:7
• Výboje: podobné jako u SGTC, jelikož tranzistor je přesná analogie jikřiště (tlumené kmity)

Zdroje:
http://rayer.g6.cz/teslatr/teslatr.htm
http://www.experimenty.kvalitne.cz/index.php?stranka=teoria_tc