Construí un Generador de Estado Sólido con una Bobina de 500 Vueltas (y Bobina Trifer)

Gancho

Hoy encendí el generador de estado sólido usando una bobina de 500 vueltas encima más una bobina trifer grande abajo y vi cómo cargaba lentamente el banco de condensadores mientras el osciloscopio se volvía loco con picos de 400-900 voltios.

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Empezamos con unos 15 voltios y medio amperio entrando en el PWM. Eso acciona un temporizador dual MOSFET que pulsa la bobina trifer y el devanado superior. La salida pasa por un diodo directamente al banco de condensadores y vemos aproximadamente 28 voltios en la carga.

Lo que aprenderás

Verás exactamente cómo se devana la bobina trifer, qué frecuencias elegí, cómo afecta el entrehierro del núcleo de hierro y qué muestra realmente el osciloscopio cuando esto funciona. Todos los números vienen directamente del banco de pruebas.

Desde el banco de pruebas

La bobina inferior es la bobina trifer: 666 vueltas de calibre 20 más un hilo de calibre 22 y otro de 30 o 32 (no pude obtener una lectura limpia del calibre exacto). El centro tiene 11.000 vueltas de calibre 32. La bobina superior es de 1.500 vueltas de calibre 20. El núcleo de hierro atraviesa casi todo pero deja un pequeño entrehierro para que las dos mitades del núcleo no lleguen a tocarse.

La entrada se mantiene en 15 V y 0,5 A. La salida al banco de condensadores marca unos 28 V con la carga conectada. El pequeño condensador de 4700 µF 63 V se llena rápido; el banco C grande se carga lentamente porque tiene mucha más capacidad.

Cómo funciona / lo que cambiamos

La alimentación va al PWM que ajusta la frecuencia y el ciclo de trabajo. El PWM activa el driver dual MOSFET para obtener un pulso más nítido. A 83 Hz el LED azul parpadea bien y la tensión sube. Me quedé alrededor de 100-200 Hz después de oler un poco de humo de transistor. El osciloscopio muestra una forma de onda salvaje: picos que saltan de 600 hasta los 900 pico a pico, luego se estabilizan en 400-600 al ralentizar. Los MOSFET definitivamente limpian los flancos comparado con el PWM directo.

Bobina Trifer

La bobina trifer está en la parte inferior con tres calibres de hilo diferentes compartiendo un núcleo de hierro. Iniciamos el ciclo del generador en el hilo de calibre 22, lo conectamos en serie a través del devanado central y luego enviamos todo a través de un diodo al banco de condensadores. Los calibres mixtos más el entrehierro del núcleo parecen crear la carga lenta pero constante que estoy viendo. Es básicamente un gran carrete de cobre sobrante enrollado en una bobina de PLA impreso en 3D con hierro y el núcleo atravesando a medias la sección superior.

Lista de verificación del constructor

• Devanar la bobina trifer inferior: 666 vueltas 20ga + 22ga de disparo + hilo 30/32ga
• Devanar el centro: 11.000 vueltas 32ga
• Devanar la superior: 1.500 vueltas 20ga
• Insertar núcleo de hierro con entrehierro (no dejar que las mitades se toquen)
• Conectar PWM al driver dual MOSFET
• Diodo desde la salida 22ga al positivo del banco de condensadores
• Empezar a 100 Hz y vigilar el calor
• Monitorear la tensión tanto del condensador pequeño como del banco C grande

Solución de problemas

Si hueles a quemado, baja la frecuencia: los MOSFET no están preparados para todo lo que les lanzo. La traza del osciloscopio parece esporádica al principio; ralentizar la base de tiempo ayuda a ver claramente los picos de 400-600 V. Si el banco C se carga demasiado lento, recuerda que tiene mucha más capacidad que el pequeño condensador de 4700 µF, por lo que la velocidad parece distinta pero puede ser similar en realidad.

Seguridad

Estos picos alcanzan cientos de voltios. Mantén los dedos lejos de la salida mientras funciona. Los condensadores mantienen la carga después de apagar: descárgalos antes de tocarlos. Compré MOSFETs de repuesto porque espero que algunos suelten el humo.

Preguntas frecuentes

¿Por qué el entrehierro en el núcleo de hierro? Evita que la ruta magnética se cierre completamente; la transcripción dice que las mitades “no están realmente conectadas” salvo a través de los campos.

¿Puedo hacerlo sin el driver MOSFET? Creo que los pulsos se ven mejor con él, pero el vídeo indica que podrías probar PWM directo aunque los resultados pueden variar.

¿Qué frecuencia funciona mejor? Alrededor de 100-200 Hz dio las mejores imágenes en el osciloscopio y subida de tensión en el banco de condensadores.

¿Esto es energía libre? No, estamos midiendo 15 V a medio amperio de entrada y 28 V de salida con carga: interesante pero sigue las reglas normales.

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