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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16
 チョークコイルに二次巻き線を追加した物が調子良さそうなので、更に詳しく負荷特性を取ってみました。



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。


 負荷特性を取ると言っても、コッククロフト回路4段の物で300V程度、電流はmAオーダーなので、負荷としては結構高い抵抗が必要です。 電圧は4段分の両端で測定することにします。 電圧を測定するためにテスターを繋ぎますので、これだけで、既に10MΩの負荷が繋がっていることになります。 更にトランスの二次側を出たところ、すなわちコッククロフト回路の入り口にオシロのプローブが繋がっています。 これも10MΩの負荷になるわけですが、これは、コッククロフト回路の出口とは離れていて計算がややこしくなるので、無視します。 それで、手持ちの抵抗が、10MΩ、1MΩ、680kΩ、330kΩ、220kΩ、100kΩと有ったので、これをテスターと並列に繋いで、電圧の変化を読み取ることにします。 結局何も抵抗を繋がない場合も含めて合成抵抗(負荷)は10MΩ、5MΩ、909kΩ、637kΩ、319kΩ、215kΩ、99kΩの7種類となります。

120504_pmt_proj_98.jpg

 各負荷に対して、入力信号のパルス幅とパルス周期を変えてみて出力電圧の具合を調べてみます。 今までの実験で、大体の勘所は解ったので、入力パルス幅は、パルス周期を50μS(EEPROMの30h,31h番地を0190h、周波数にして20kHz)で固定して、2.4μS~12.2μS(EEPROMの3番地を10h~60h、デューティ比4.8~24.4%)の範囲で可変させ、一方、入力パルス周期は、パルス幅を10.1μS(EEPROMの03h番地を50h)で固定して、12.0μS~50.0μS(EEPROMの30h,31h番地を0060h~0190h、周波数にして83~20kHz、デューティ比84.2~20.1%)の範囲で可変させて見ます。 これで、周期(周波数)とデューティ比は一応クロスオーバーしていると思います。 これ以上高いデューティ比や、低いデューティ比は余り意味が無さそうなので省略しました。

120504_pmt_proj_99.jpg

 まずは、パルス周期を固定して、パルス幅を変える方です。 各パルス幅に対して負荷抵抗を変えて出力電圧をプロットしていきます。 これで、コッククロフト回路4段分ですが、例えば250Vで安定化させようとすると、赤い横棒で示したような制御をすれば良さそうです。 250Vで、1mA強ぐらいまでは制御できそうです。

120504_pmt_proj_100.jpg

 一方、パルス幅を固定して、パルス周期を可変する方です。 各パルス周期に対して同じように負荷抵抗を変えて出力電圧をプロットしていきます。 こちらも同じように250Vで安定化させようとすると、赤い横棒で示したような制御をすれば良さそうです。 250Vで1mA強から2.5mAかもう少し大きな電流までの制御は大丈夫そうです。

120504_pmt_proj_101.jpg

 これら、2つのグラフから見ると、低負荷の時はパルス周期を長めで固定して、パルス幅で制御し、負荷が増えてくると、パルス幅固定で、パルス周期可変にすれば、3mAぐらいまでの負荷までは制御できそうです。 あるいは両方を同時に変えていくなんて方法でも良いかもしれません。

 もちろん、これは4段分のコッククロフト回路の時の負荷特性ですので、20段のコッククロフト回路となると、負荷特性は1/5になるのでしょうかね? それでも、3mA/5=600μAぐらい行けそうですので、最高電圧部分(カソード・ダイノード1間)の負荷特性としては、OKの様な気がしますが。

 また、制御用のフィードバック電圧の検出も、一番下の段(1-2段目)から取り出すとして、0.5~1mA程度は流しても大丈夫そうです。 一番下の段(1-2段目)を100V程度に安定化しようとすると、200k~100kΩ程度の抵抗分割が使えそうなので、インピーダンスの点でも比較的楽に出来そうな感じがしてきました。 もちろん、1MΩぐらいを使えば、制御用のフィードバック電圧の検出で使う電力も減少して、全体の効率も上がるはずですね。
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