等离子环制作

免责声明

在您参考该博客制作等离子环前，请仔细阅读以下重要安全警告和免责说明。使用本文档即表示您已充分了解并同意以下条款：

等离子环的危险性：等离子环在运行时玻璃瓶身会产生高温，存在低温烧伤风险。任何时候都不建议用手直接触摸正在运行的玻璃瓶，以免烧伤。

磁场警告：等离子环在运行时会产生较强磁场。对于佩戴心脏起搏器及其他医疗设备的人群，强磁场可能会影响设备正常工作。我们建议这部分用户应远离正在工作的等离子环，避免可能的健康风险。

高电压风险：等离子环的驱动电路在工作时会产生高电压。高电压存在触电或灼伤的危险，请在电路工作时不要触碰任何元件，包括初级线圈，以免触电或烧伤。

元件温度：请注意，电路的某些元件在运行时可能会变得非常热，这可能会造成烫伤。请在设备运行时，特别是长时间运行后，不要触摸这些元件。

使用本文档意味着您已经了解并同意自担使用风险，对于不遵守安全指南而造成的任何直接或间接损害，作者不承担任何责任。

谨慎DIY，安全至上！

等离子环（Plasma Toroid）的工作原理解析

辉光放电现象：在特定条件下，气体会在强电场的作用下发生辉光放电。这一过程中，气体分子的电子受激发后跃迁至更高能级轨道。由于这些电子在高能态下并不稳定，它们会自主回落至原始低能轨道，同时根据能量守恒定律释放出能量差对应的光子。这一现象就是辉光放电，它被应用于霓虹灯等装置中。等离子环的发光过程与此类似。

等离子体的性质：除了常见的固体、液体和气态，等离子体是存在于宇宙中的另一种物质状态，火焰便是包含等离子体的例子。当气体受到高温的影响时，分子间的碰撞会使得外层电子脱离其轨道，形成一种由带电粒子组成的等离子体。这种带电的离子混合物具有导电性。

环形电磁场的产生：通过在环形线圈中通入高频交变电流，可以根据麦克斯韦方程组得出其周围电场分布为环形。我们使用自激的Class E震荡电路来生成频率为10MHz左右的交流电。

等离子环的生成过程：在一个封有低压氙气的球形玻璃瓶内，氙气在强电场的作用下被电离，形成等离子体。这些导电的氙气等离子体在外加环形电场的影响下，形成稳定的环状结构。在等离子体中，带电粒子的碰撞产生辉光放电，进而发出淡紫色的光芒，这使得等离子环可见。

请您在使用和展示等离子环时，确保理解其工作原理和相应的安全措施，以保障使用者的安全。

电路图

注意：电路仅供参考，电路还存在优化的地方?

PCB?

准备材料

充有氙气的玻璃瓶?

漆包线 —— 绕线电感（电感大小：1微亨）

漆包线 —— 初级线圈

电路板PCB (可以使用PCB，也可用洞洞板或者搭棚替代)

MOS管 IRFP260N

电位器 10kΩ

电阻470Ω

电阻1kΩ

谐振电容 33pf * 3

GS电容 4.7nF * 2

TVS 15V

稳压二极管 12V

输入滤波电容 电解电容 220uf * 3

散热：散热片，风扇

接线端子打火机中拆出来的压电陶瓷 (能提供静电即可，用于初始点亮)

工具

24V直流电源，示波器（非必须），万用表，电烙铁，焊锡丝，小刀，斜口钳，内六方螺丝刀套装

步骤

• 烧热烙铁，准备好六个初级线圈架，插在底座上，用焊锡焊接固定。尽可能保证支架和底板处于垂直状态。
• 取出较短的漆包线，留出约一指长作为接头拉出备用，按照小孔从上到下穿入，共三圈。穿好后另一头用同样方式拉出。用小刀刮开线头漆皮，露出漆包线内部的铜芯。用烙铁和焊锡为铜芯镀锡
• 取出较长的漆包线，一圈一圈均匀绕在给定的塑料模具上，尽量不要出现太多空隙。

下图两种方式均可

• 将元件按照型号分别插入电路板 (先不要安装MOS管)
• 电阻分辨方式：色环电阻上带有紫色环的为470电阻，只有棕色和黑色环的为1K电阻
• 电容分辨方式：蓝色电容上有数字说明其属性，33pF电容正面有33字样，4.7nF电容正面有472字样
• 将元件按照其属性分别放入PCB上等待焊接。为了方便焊接，可以将管脚进行简单折弯固定。

• 开始焊接，注意烙铁高温，小心烫伤。

• 将所有元件焊接好后，剪去管脚。请尽量保证焊点饱满圆润，去除管脚时请从根部开始。

• 将散热片四周螺丝孔内拧入铜柱。
• 开始安装MOSFET。将MOS管有字的一面向上，将另一面涂上硅脂后用螺丝穿过螺丝孔固定在散热片上，MOS有字的一面面对自己，管脚向下，此时管脚左中右分别为G D S极。

• 将管脚弯曲后插入PCB焊接。 注意：弯曲时请勿从管脚根部开始，应当从小节开始
• 将PCB对准散热片铜柱螺丝孔，用新的铜柱固定。
• 固定风扇
• 将所有电路连接好，放上瓶子，并确保电位器位于顺时针最大处
• 通电
• 慢慢向逆时针拧电位器，拧到一半的时候即可看到等离子环生成，此时再顺时针轻轻拧动，保持等离子环稳定即可（可以使用示波器观察，什么时候出现震荡电流）

注意事项?

1.再次强调！请尽量保证焊点饱满圆润，去除管脚时请从根部开始。

2.?绕线电感（也就是1微亨大小的线圈），注意线圈之间不要紧挨，否则会匝间放电造成短路，同时影响等离子环的形成

绕线电感线圈紧挨时现象展示（错误示范）

绕线电感线圈正确示范

?现象展示

?

?