ネトラトのブログ

どうもブログの書き方を見失って放置してたネトラトです。ツイッターは最強ですねw (リアルタイムの生存報告でもありますね)。で、今回はこの長い間してきたことを適当に書いてみようと思います。特に意味は無いですが、前回の続きみたいなあれです(適当)

[1] DRSSTCが良くなりました！

昔、200v程度の電圧で動かして放電してる動画を上げましたが、あの回路に多くの不具合が見つかりまして、ある程度変更をしました。変更といってもsteve氏の有名なあれと同じです。逆に、前の回路はそれとは少し違いました。その問題の部分がフィードバックです。

FBの方式には二次コイルの電流位相を帰還するものと、一次共振回路の電流位相を帰還するものがあります。もちろん後者は直列LC共振の共振周波数に合わせるということになるので、一次回路に共振回路を持つDRSSTCでしか使えません。(PLLで上手くやれば無理ではないはずだが、パワー回路に負担をかけることになるしとくに利点がないのでスルー)

で、昔に作ったあれは二次コイルFBにしてました。理由は単純で、よく分からなかったから:3

それでも調整すれば動くんですが、近づいたりして発振周波数が変わったら一次LC共振回路の共振点から外れてパワー回路に負担がかかるんですよねorz　これでは出力も弱くなるし利点がありません。

よって、その次に作ったのは一次コイルFBの回路です。一次共振回路の共振点に合わせれば素子に負担がかからないので解決されます。さっきのと同じように近づいたら動作が変わりますが、パワー回路に負担はかからないのでまだましです。

実はこれはすんなり楽に動きました。その理由は電流値です。

一次コイルには異常に大きな電流が流れています(瞬間ですが100Aとか)。しかし、二次コイルに流れる電流はたいしたものではありません(1A以下)。まあ昇圧されてるから当たり前ですね()

話は飛びますが、CTは二次側につける負荷(抵抗)によって位相差が変わります。CTとは別に、負荷を付けずに出力電圧を検出して積分するロゴスキーコイルを考えれば想像できると思います(オープンされたコイルの出力は対象の電流波形を微分したものになっていることを利用)。

話を戻します。小さな電流をCTで測ろうとすると、(出力電圧を検出できるレベルまで上げるために)CT出力に付ける抵抗はある程度大きくしないといけません。そうすると、先程言ったCTの性質から位相が大きくずれてしまいます。それに対して大きな電流を測る場合は楽でいいですね。位相はほとんど合います。

ちなみに言った通り、CTでの二次コイル電流FBは苦労したのを覚えています。もはや職人技のようなよく分からない工程でできたCTがこれです

いくつかのパラメーターが上手く合ってるんでしょうねw　線を変えたら変わるし確実性も全くないのでこの回路ではやめた方がいいと思います。

もうひとつ問題が見つかりまして、まずはその回路を見せます。

一見steve氏のあれと変わりないですが、この回路はいくつもの問題を抱えています。

　ひとつはハイサイドのPch-FETの破壊です。irfu5505のデーターシートを見ると、ゲート電圧の最大定格が20vとなっています。mosfetではよくある値ですね。実は、この回路はこの定格を守らない時間があります。過渡応答を考えてみてください。電源投入時、1kRとPch-FETとドライバーICを介して0.1μFに充電されていきます。その際、FETのゲート容量が小さいこともあって短時間だけその時以外はかからない大きな電圧がかかることになります。この電圧は24v以下ですがゲート耐圧以上の20v以上かかる可能性が高く、一瞬ですが寿命は寿命と言えないほど短くなる可能性があります。これがまずひとつ。

　二つ目、貫通電流の対策が全くされていない事です。言い換えればデッドタイムが作られていません。確かに完全なデッドタイムはこの回路では作れませんが、ゲート容量とゲート抵抗のRC遅延でかなり改善されたのを確認しました。擬似的なので解決されたわけではないですが、発熱はかなり減りました(steve氏の回路は対策がされていませんが、今の部品と昔の部品は性能が大きく違うのでその影響かと予想してます)。

　三つ目、フライホイールダイオードがただのシリコンダイオードだということです。フライホイールダイオードはFETの内部ダイオードの遅さをカバーする物でもあるので、応答が速いものを選ぶべきです。

　もうひとつ言うならばNch-FETのG-S間に10kRを入れたいですね。電源が入っていないときオープンになるので次に電源オンするまでに電荷を引き抜いておきたいという意味とゲート破壊を防ぎます。

これらを改善したのがこれです0.1μFへの充電はツェナーを介すことでおよそ解決しました。デッドタイムはゲート抵抗を47Rと大きくすることで波形を鈍らせ、擬似的に作りました。(フライホイールダイオードは書くのを忘れてました(サージの音~))

そんなこんなで新しいものができました。素子は秋月IGBTのRjh60f6です。フライホイールダイオードは今では考えられないほど適当なものなのでちょっと言えないです(ps2010)　ちなみにフルブリッジで、GDTは二つに分けました。理由は知らないですが分けるほどいい波形になりました(謎)　あのあと大音量に萎えたのもあって大きな電力は入れてないですがもし入れてたら嫌なことになってたかもですね(いろいろ作りが甘い)

下の写真のフィルターらしきものは気にしないでください。きっと働いていません(ゲート抵抗もセメント抵抗だし突っ込みどころが多すぎる)

そういえば黒い巨大コンは日本橋で買いました。界隈の人の誘いで一緒に言ったんですが、想像の斜め上を行く安さで仰天ニュースでしたね。そこの店主さんが本当に好い人で。凄いですねぇ(感嘆)　特に大きなヒートシンクが非常によく使っています。ネジ穴が４つと大きなネジ穴が二つ空いていて、工作機械が無い僕からしたら神ですね！

　話を戻します。上の写真に写っている通り、紙で海外勢に似せたトロイドを作ってみました。かなり良さげだったんですが、針金が細すぎて周りから放電してしまい、しかも紙なので燃えて危ないということで使えそうに無かったです。そこを改善すれば良いトロイドだと思いました(加工が苦手で作る気は無いけどねﾃﾍﾍﾟﾛ)

僕の願望の１つとしてMIDI演奏がありました。しかし、予想以上に音が大きすぎて大きな放電では出来ないと感じました。その事もあって見送ろうかと思っていたんですが、さっき言ってた界隈の人から金魚さんのプログラムが書かれたAVRを貰える可能性が出て、一気にやる気がでました。結果、音楽演奏が出来る状態になり、小さい出力ですが遊んでました。僕はマイコンライターを買っても書き込めなかった情弱なので助かりました。感謝です。下にその基板の設計図を置いときます。間違ってたら嫌なので設計時の参考程度としてお願いします。

ちなみに遊んでたらPCが根本からバグって焦りました。きっと電源ライン経由です。フィルターをしっかりするのは重要ですがわりと苦しい事を知りました。製品の大電力用のモジュールを使うのがベストですねあれは...

このテスラコイルの報告はこれ以上ありません。DRSSTCは進捗が止まってるので最近のことがないんですよね

[2]FBTの駆動回路を作りました！(FBTがあるとは言っていない)

Wataさんがブログで紹介していたFBT driverが楽しそうだったので作ってみました。フライバック動作で、パルス幅変調で音楽が鳴らせます。まあフライバック動作だからパルス幅変調になるんですが。スナバがしっかりしていて、見たことが無かったのでなんか惹かれました。見たことが無い回路って困惑するしワクワクするよね！およそ理解した後、作ってみました。

変調はTL494が生成するデッドタイムの長さを音楽信号で変えて実現されています。ある程度の振幅の信号が必要なので汎用アンプICで増幅しています。ゲートドライバーはIR4427で、素子はTKシリーズのなんかを使いました(忘れた)。wataさんの回路を真似しただけなので一発で動いてくれました。しかし、交流FBTが弱くて殺してしまいました...　まあ回路はいきいきしてるのでもうそれでいいです(投げ)

基板の設計図が見たい人はツイッターで聞いてください。蛇足と共に送ります。

ほかにもHF-SSTCやΔΣ SSTC等いろいろ作ってますが、ちょっと長くなるので別にまとめます。

というわけで今回はこの辺で。ばいば~い\(^q^)

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