QZK研究室

お正月おわっちゃいましたね...

2016年07月

こんばんは、はやおです。

私は夏休みを満喫しておりますが、それは課題の存在を忘れて初めて成し得たことです。



さて、先日私は、NT金沢という行事に遊びに行ってきました(展示はしてません)。
有名な方々の作品が間近に見れたり、部品を分けていただけたりしてとても素晴らしかったですね。

今回扱う誘導加熱もそこで見て刺激を受けました。

KC4F0379

というわけで一晩でパーッと仕上げましたとさ。(14pinICソケットが逆向きについてます)

素人が作ったCTっぽく見える部品はCTです。使う予定だったCTが基板に刺さらず、やむを得ず製作しました。(よくあることですね)

Arduinoについてる刺すやつ(名前が浮かびません)が二組あるのは、CTの位相反転やPLLの入力選択等のために設けました。基板のテストもできるという嬉しい誤算までありました。

↓回路はこちら↓
メインの回路
KC4F0388

突っ込みどころ満載なPLL部
KC4F0390

やや汚いのはご容赦ください...



KC4F0381

こちらが実験風景です。電源電圧は15V、動作時に4~5Aほどの電流が流れます。

写真ではFETがついてますがIGBTにしたほうが圧倒的にハイパワーにできます。
この製品を使いました...



しかし...どうしても素子の発熱が大きいですね...温度計で計ると100℃を超えていたのでヒートシンクに水をかけて遊びました。(ダメ)

そこで、コレクタ電圧の波形を見てみることにしました。

KC4F0386

何かひげのようなものが出ていますね、うまくソフトスイッチングできていないようです(電圧は101倍して見てください)。


また、PLL入力信号を観察するとさらによくわからないことになってしまっていました。どうしてこれで動作するのか不思議です。

KC4F0383

(もはや意味不明です...)


これらの問題は、電源のデカップリングをしっかりとして、コレクタ電圧検出の位置を加熱コイルに近づけるなどの対処でなくしていきたいです。

おしまい

追記(8/6)

電源がこわれました

こんば(に)ん(ち)は、はやおのほうです。

あまりにも眠いです


本題です。

KC4F0364


本題に入っていきなり完成品の画像を投下するのはいかがなものか? なんて声が聞こえてきますが(私には聞こえます)きっと幻聴でしょう。
コンパレータICだけで発振&制御全部やったるぜ!と意気込んで不発に終わった1号機があるので疲れています。


説明に入ります。

制御ICはTL494というのを使用しています。便利だと思って使ってみたら便利でした。
動作周波数は約40kHzです。スイッチング素子(2SC2335)の限界にかなり近いと思います。
12V入力で、出力は150Vに設定したと記憶しています。

今回の工夫点はベース駆動回路を強化したところの一点に尽きます。
使用した素子2SC2335のデータシートを見てみましょう。
ターンオン時間、下降時間ともに1us(max)と(BJTにしては)優秀でしょう。しかし(多くの素子に言えることですが)測定回路がかなり無理していることが見て取れます。(たとえば、ターンオフ時にかけるベースの逆電圧が最大定格にかなり近い、など)

今回はその条件に限りなく近づけて高性能化を図りました。具体的には、スピードアップコンデンサを応用して楽にターンオフできるようにしています。


また、入出力のGNDを共通にして昇圧できる三端子レギュレータ(!)っぽい感じになっています。GNDを共通にすることによる弊害が懸念されますが、今回は問題ありません。


それではよい夏をお過ごしください...

はやおです

早くも2つめの記事を書き始めている私です。飽きないうちに記事をたくさん書こうと思いまして。
オーディオ関係の記事を期待された方には申し訳ないです...


それでは本題です...

KC4F0363

こんな感じになりました....(ブレッドボードを2枚に分けている理由は特にありません)

このタイプのLEDを使うときは必ずと言ってよいほど"ダイナミック点灯"と呼ばれる方式を使うそうです。
詳細については他のページを見てほしい、と言いたいところですが、優しい私は自分でも説明を書こうと思います。(それでも他のページを見たほうがわかりやすい)

縦の8つの素子でアノード(+側)を、横の8つの素子でカソード(-側)の端子を共有する形でつながっており、外に出ている端子はたったの16本となっています。(すごい)

今回用いたのは、MOA20UB018GJというやつです。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-08330/
ブレッドボードにぴったり刺さり、しかも安価ということでこいつにしました。

しかし...データシートを見て頂いてわかるとおり......ピンの配置がすごく面倒なんですねこれ...
面倒さのあまり4日程放置しました...


さて、わかりやすくするために、LEDに番号を振りたいと思います。

 1 2 3 4 5 6 7 8
一o o o o o o o o
二o o o o o o o o
三o o o o o o o o
四o o o o o o o o
五o o o o o o o o
六o o o o o o o o
七o o o o o o o o
八o o o o o o o o

第3列の第四段にあるLEDは、ここでは将棋風に3四と呼びましょう(本当の将棋は左右がこれと逆)

そして、第4列で共有されているアノードを4A、第七段で共有されているカソードを七Kと呼ぶことにします(しました)。


さて、次のように点灯させることを考えましょう。
 1 2 3 4 5 6 7 8
一o o o o o o o o
二o o o x o o o o
三o o o o x o o o
四o o o x o o o x
五o o o o o o o o
六o o o o o o o o
七o o o o o o o o
八o o o o o o o o

(xが光っているところです...)

単純な私は、4A、5A、8Aと二K、四K、三Kを配線すればこのように光ってくれると考えましたが、それでは次のように点灯してしまうことが明らかとなりました。

 1 2 3 4 5 6 7 8
一o o o o o o o o
二o o o x x o o x
三o o o x x o o x
四o o o x x o o x
五o o o o o o o o
六o o o o o o o o
七o o o o o o o o
八o o o o o o o o

(こまったなぁ...)

そこで、ダイナミック点灯方式では、以下のようにしてこの問題を解決しています。

1. 4A、二Kをつないで4二のLEDを点灯させる
2. 5A、三Kをつないで5三のLEDを点灯させる
3. 4A、8A、四Kをつないで4四、8四のLEDを点灯させる
4. 以上のことを高速で繰り返す

勘の良い方はお気づきの通り、この作業は超高速で行われるため、我々人間の目には連続して点灯しているように見えるのです...!

長くなってしまったのでこの辺でおしまいとさせていただきます...

はじめまして、電子工作等が趣味のlm3909/はやおです。

変なものをいろいろ作っていますが、最近はオーディオ関係が多い気がします。例えばアンプをつくりました
CP3VW6rU8AA_1iK

見よう見まねでつくったものですがなんとか音が出ます。4Wくらい出ると思います
音質についてはよくわかりませんがメーカー製のもののほうがいいと思います(仕方ないですね)


書くことがないのでとりあえずよろしくお願いします。

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