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2016年7月27日水曜日

定電流電子負荷の実験 その2 (まだかなぁ~?)

こんばんは。最近工作意欲が戻ってきたのでハンダ付けが捗ります。
最近引きこもっているだけなのであまり変わったことが起きず、おもしろくありません。

昨日の電子負荷をパワーアップする続きです。
回路図↓
 制御部分は前回と同様で、パワー部分が変更してあります。D1415(ダーリントンでhFEは高い)と二個のD113でドライバ段を強化しました。電力的に許せば40Aくらいは投入できるので、D113のhFEを10とするとベース電流は8個のD113で合計4Aです。なのでD1415には0.4Aほどしか流れず、放熱板無しでもなんとかなりそうです。とあたかもこれを目論んでいたやうに書いていますがD1415は放熱器に取り付けてみたので正直ドライバ用のD113はいらなかったかもしれないです。パワトラの回路設計がよくわからないのですがドライバ用のバランス抵抗として33Ωを入れています。一応最終段のD113の電流は5%以内ぐらいのばらつきで収まっているようです。前回記事で無負荷時にベース電流が~などと言っていましたがダーリントンしてるトランジスタのコレクタを全部まとめたので関係なくなりました。これにより飽和電圧がちょっと上がってINにかけていい最小電圧が若干上がったかもしれませんが、どうでもよいです。前回記事でOUTだったところが今回INなのはなかたが記事を書いたら直そうと思います。そう、実はこれも(題名通り)催促記事なのです。

ドライバ用のバランス抵抗(茶色いの)とドライバ用のトランジスタD1415を追加して動作確認を行っているところ。今回は一発で動いたのでよかった。

 無理やり付けています。これがショートしそうで怖い><と思った人は普段まともな工作してると思うので安心してください。単に非怖がりな人はすいません。

 15A試験中の様子。電圧は12Vなので180Wです。ヒートシンクから出てくる風はまだ涼しいです。

電源を変更して限界を試そうとしているところ。ATX電源の一系統当たりの電流が17A程度に制限されているので二系統パラっています。

 (電源が)ほぼ限界時の0.3Ωの両端電圧(V)です。トランジスタ一個当たり4.17Aくらいで8パラなので33Aくらいです。1.3Vくらいまでは上げれますがフッと落ちることがあったのでこれくらいが安定動作の限界です(電源の)。電子負荷はと言うと放熱器から出てくる風はそこそこ熱風ですがまだもう少し余裕がありそうです。限界は450~500Wくらいでしょうか。

とまぁなんとか実験は成功みたいです。ケースに入れたりはめんどくさいので多分しませんがこれからの実験でも役に立ってくれることでしょう。

次回は早速これを使いたいのでスイッチング電源関係の記事になると思います。

それでは、今日はこの辺で。

2016年7月25日月曜日

Single ended induction heater その3

おはようございます。ずいぶん前の記事なのでもう忘れかけです。時事ネタは線で消しました。
テスト前になりまして工作する時間が増えました。
題名から分かるようにシングルIHシリーズの記事です。
だいぶ前ですがシングルIH用のIGBTを購入しまして、ようやく実験致しました。
結果から言いますと回路の改良もありまして、1500W連続投入に成功しました。素子はFGA50S110Pという奴でデータシートを 見るからにシングル並列共振用途向けです。シングルでコレクタにL系の負荷があると共振中はかなりコレクタ電圧が持ち上がってしまうのでAC100V入力 でも最低900Vくらいは無いと安心できません。1100Vはちょっとマージンを見過ぎかもしれませんが(調整中に3つくらい壊した)値段的にこれがそこ そこ良かったと記憶しております。ひとまず安定版の回路図を以下に示します。いつもの通り参考にする場合は自己責任でよろしくお願いします。
当 初よりかなりシンプルになりました。図中の、Vh-GNDには加熱コイルの電源ライン、C-GNDにはIGBTのコレクタを接続します。OUTはもちろん IGBTのゲート信号なのですが、IGBTもまた容量性でしてこいつをスイッチングするためにトランジスタ等でバッファを入れてやる必要があります。僕は 実験的にC1815とA1015のプッシュプルを入れていますがもうちょっとしっかりドライブできるとなお良いという感じでしょうか。各定数は僕の加熱コ イル(70uH)用に調整してあるので、特に103のコンデンサなんかは要調整です。初っ端からAC100Vを突っ込む勇気のある人はかならず後段コンパ レータの比較電圧が十分小さくしてあることを確認してください。これがパワー調整になっています。スライダックや安定化電源での試運転を強くおすすめして おきます。1815のコレクタについてる可変抵抗はON時間調整用CR時定数を可変するもので、小さくするほど三角波の傾きが鋭くなります。ので、 IGBTのゲート信号間隔が遅くなります。小さくすると一周期あたりのON時間は増えてしまうのでその都度パワー調整可変抵抗で調整しましょう。

↓今日執筆↓
こ の回路動いたんは動いたんですが回路図からも分かる通りZVSよりはタイミングが早いですね…。なので少しノイズと損失が多いようです。コレクタ電圧が跳 ね上がって、降りてきて最小になった部分でONするのが最高効率ですが上の回路だと電源電圧に戻って来た時にONしているので本当のZVS動作はもう少し ONを遅らせねばなりません。加熱コイルのインダクタンスや共振コンデンサ容量によっては損失が相当増える場合もあるのでご注意を。タイミング遅延をする だけならLM393の2ピンにコンデンサを入れて検出するコレクタ波形を遅延させてみたらうまくいくかもしれません。
説明不足でしたが、パワー調整は後段こコンパレータにつながってる10kVRでできます。電圧で制御できるのでマイコンとかとつなぐことも考えていたんでしょうか。
↑今日執筆↑

それでは、今日はこの辺で。

定電流電子負荷の実験

こんばんは、KKTです。
大体夏休みに入った感じで、毎日よく寝て食べて遊んでるだけの生活です。 
あとキーボードが壊れたので2台買ったところ部屋から2台出てたので家にキーボードがたくさんあります。ちなみに壊した原因は液体をこぼしたことによりますが、よりによって起動時のファンエラーをスキップするために押さないといけないF1キーだけが反応しなくなって残念でしたね。

さて今回は電源の制作やテストに何かと便利な電子負荷の実験をしてみましょう。
今回はできるだけシンプルな構成を目指します(必然)。

回路図は下のような感じになっています。
 Q1が主に電力を消費する素子です。放熱器に取り付けて使用することでたくさん電力を消費できます。トランジスタでもできますが、電力消費が0のとき(OUTが開放の時)ベース電流が流れるだけ流れてしまうので別途遮断回路が必要です。
オペアンプに付いてる1000pと10kは発振防止です。高域でゲインが下がるようにすることで安定動作を狙います。定数は適当なので手持ちの部品で間に合うように組んでください。
ソースに付いてる0.033Ωが電流検出用の抵抗です。この抵抗の両端電圧とオペアンプの5ピンの電圧が等しくなるように回路全体として動作します。この抵抗を小さくするとワット数の小さなもので良いのですがその分比較電圧も小さくなって使いにくいのでVR1で調節して一般的な電圧範囲で電流をコントロールできるようにしています。多回転型を使ってみましたが普通の半固定でも不便では無いと言ったところでしょうか。
左のオペアンプはただのボルテージフォロアなので足りなかったら無しでも構わないと思います。
VCCは12Vくらいを想定しています。あまり低いとQ1がONできなくて最大電流が小さくなってしまったりするので注意してください。
言わずもがなVR2が電流調整用です。VR1を調節して1V/1Aみたいにすると便利かもしれません。

早速完成したのが以下です。
 手持ちにパワートランジスタがたくさんあったので上の回路図にちょっとドライバを足してそいつを使おうと思いました。

こいつです。
2SD113が10個ついています。 うち2つはドライブ用に使い、あとの8個を並列に接続します。詳しく知らなかったのですがバランス抵抗さへあれば並列運転は大丈夫とTwitterの方で知りました。

なかなか重量感があってGoodです。

適当に配線して先ほどの回路(+@)につなぐと動作しました。強制空冷すれば300Wくらいは耐えられそうです。ATX電源に繋いで15Aくらいまでは動作OKでした。今度DC-DCでも作って遊ぼうと思います。

それでは、今日はこの辺で。

2016年7月3日日曜日

オシロ新調

おもしろスコップを新調しました。
机に部品が散乱していて置くことができません。

以上




※新調したこと自体はかなり前のことです。