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TAKAさんの毎日が発見・ブログ
アマチュア無線の機器製作を中心にした日常の活動記録です (by Taka JA2GRC、このブログはFC2_BLOGを使わせていただいてます。)
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PMT proj その5
 DC-DCコンバータ駆動用のパルス発振器を準備していたら、ちょうど部品が送られてきました。

 早速、基本的なDC-DCコンバータ回路をバラックで組み上げてテストしてみました。



こちらに、PMT proj 関連記事の目次が有りますので、他の記事もご覧ください。


 ネットで調べてみると、DC-DCコンバータの基本はチョッパ型みたいで、コイルの自己誘導で発生する逆起電力に依る物みたいです。 基本回路はこんな感じで、スイッチング用の素子には、スイッチング速度や、オン抵抗の面で有利なMOS・FETが使われているみたいです。 市場にはスイッチング用のパワーMOS・FETが数多くそろっているようです。 その中で、耐圧の高くて、手軽に入手できる物として、秋月で扱っている2SK2382を選んでみました。 チョークコイルには磁気飽和電流の大きな物を選択すれば、コイルに蓄えられるエネルギーも大きくなり、取り出す電流(電力)も大きくできるようです。 こちらの方も、秋月で入手できるコイルの内、磁気飽和電流の比較的大きな物を選択しました。 ざっくり言えば、形の大きな物が磁気飽和電流も大きな様です。

 入力側と出力側を絶縁したい場合はトランスを使って分離するようですが、トランスを使う場合でも、一次側の自己誘導で発生させた起電力を、相互誘導で2次側に取り出すだけで、チョッパ部分の考え方は同じみたいです。

120421_pmt_proj_24.jpg

 入手した部品で組み上げた実験用の回路です。 こちらで修正したパルス発生器を使って、CMOSインバータを使ってMOS・FETをドライブします。 デジタルオシロのプローブが1MΩの入力インピーダンスなのと、最大測定電圧が20Vなので、10MΩのプローブ用抵抗を繋いでおきます。 電圧測定にはテスターを繋ぎますが、こちらも10MΩの入力インピーダンスです。 合わせて5MΩ程度の負荷です。 試しに100kΩを繋いでみましたが、電圧の低下や波形の変化は余り目立ちませんでした。 これで、①、②、③の測定点の波形や電圧を測定して、チョッパ型の動作をつかんでみます。

120421_pmt_proj_25.jpg

 色々、パラメータが有るので、まずは、パルスの周期を50μS=20kHzで固定して、パルス幅を変えてみて様子を見てみます。 ②の測定値は、10MΩを介していますので、実際の電圧より1/11を表示しています。

120421_pmt_proj_26.jpg
【補足:この信号波形の相互時間関係は正しくありません。 正しくは翌日のブログを参照ください。】

 パルス幅を2.4μSぐらいから10μS程度まで変えていきます。

 まずは、2.4μSのパルス幅入力の場合です。

120421_pmt_proj_27.jpg
【補足:この信号波形の相互時間関係は正しくありません。 正しくは翌日のブログを参照ください。】

 次は、4.1μSのパルス幅入力の場合です。

120421_pmt_proj_28.jpg
【補足:この信号波形の相互時間関係は正しくありません。 正しくは翌日のブログを参照ください。】

 更に、6.2μSのパルス幅入力の場合です。 この辺りまでは、パルス幅を増やせば出力電圧も上昇していきます。

120421_pmt_proj_29.jpg
【補足:この信号波形の相互時間関係は正しくありません。 正しくは翌日のブログを参照ください。】

 そして、8.1μSのパルス幅入力の場合です。 この辺りになると、パルスのピークが頭打ちになり、少しピークが平らになってきます。 直流出力の方も、少し頭打ちですね。

120421_pmt_proj_30.jpg
【補足:この信号波形の相互時間関係は正しくありません。 正しくは翌日のブログを参照ください。】

 更に、10.1μSのパルス幅入力の場合です。 パルスの頭も平らっぽくなってきますし、直流の出力もほぼ頭打ちですね。 これ以上パルス幅を広げても余り出力は上がらないみたいです。 まだ、試していませんが、これ以上は、出力電流に効くのでしょうかね? 出力電流を取り出さない時は、無駄に電流が流れるだけになるのかもしれません。

120421_pmt_proj_31.jpg
【補足:この信号波形の相互時間関係は正しくありません。 正しくは翌日のブログを参照ください。】

 さて、まだ、パルス周期は変えていませんが、こちらを変えると、何に効くのでしょうかね?
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