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2006年08月22日の記事

2006年8月22日(火) 17:23

テスラコイル

 トランス第三の出力端子は短くカットされている。トランスを一度外さねば配線するのは事実上不可能だ。実は現状でも2倍の電圧が取り出せるのでは?
 これは余りに大きな誘惑なので、トランスを取り外す。最初の秋月インバーターでやったことがあるので、それほど緊張することもなく作業完了。ショートの原因になるかもしれないので、J24もパターン面に着け直す。わくわくしながらダイオード付きコンデンサーを接続して電圧チェック。

 むしろ、電圧が低い!?

 出力端子の組み合わせを変えて試すが、オリジナルのままが一番電圧が高い。テスターで導通を調べても、余りに抵抗値が低いためセンター・タップかどうか判定出来ない。
 最近良く思うのだが、1ミリオーム以下から測定可能な、超低抵抗値対応のテスターが欲しい (;_;)

 仕方なくトランス2段化で電圧上げようにも、2段目の出力電圧が上がらない。自分の知らない何かがある。トランスを2段にして超高電圧を発生させていると言えば・・・テスラコイル!
 自分はテスラコイルに興味が無いのだが、まさかテスラコイルの情報集める羽目になるとは・・・あれこれ関連しているのが面白いかも。テスラコイルで放電を派手に行わせるには、特別な条件があったはずだ
(興味無かったのでちゃんとチェックしていない)。同様に、トランスを2段にして大出力を取り出すにも、特定の条件を満たす必要があるのでは?

 もちろんすぐに判明した。テスラコイルの2段目 (自作者のほぼ全員が手巻きしている)
調相結合トランスという技術を使用している。これなら手巻きで作れそうだが、果たしてどの程度の大きさになるのか?
 最適条件を計算せねばならない。そもそもこれ製作するのは、掌テスラを製作するという意味だ。まさか自分がテスラコイル作ることになろうとは・・・別にテスラでなくてもいいのだが、2次側巻き線の耐圧や重量や何よりも自作可能性という点ですぐれる。

 テスラコイル一般は派手な放電起こすのが目的だが、今回作るのは単に高電圧が欲しいだけ。それも数万ボルトもいらない。最高でもターゲット電圧の半分でOKだし、余りに電圧が上がるとパーツも高耐圧が必要となる。ある程度はコッククロフトに任せるべきだ。どっちみち最後は整流が必須なので、コッククロフト抜きは無駄だ。使い勝手の良い4段程度なら常時コッククロフトを使いたい。
 ターゲット電圧に応じて、トランス昇圧(〜120V)、テスラコイル昇圧、コッククロフト昇圧の3つあるいは2つを組み合わせれば良い。この中で完成していないのがテスラコイル。テスラ無しだと例えば高圧オイルコンデンサーを充電する場合に50段100段のコッククロフトが必要となり、効率を無視してもコンデンサーとダイオードの重さだけでも馬鹿にならない。

 もちろん、電解コンデンサーを単段で使うなら、トランス昇圧に4段コッククロフトで充分だ。テスラは要らない。

 基本電圧が2倍になると、コッククロフトに使うコンデンサーは耐圧2倍必要となり、一方で容量は半分で済む。ところがジュールは電圧の2乗に比例するから、容量が半分でもジュールは2倍になってしまう。しかしコンデンサーの個数が半分で良いので、結局は同じ。段数が少ないほどダイオード等のロスが減るしリップルも減る。
 つまり、コッククロフトは使用パーツのスペックがシビアにならない範囲で、段数が少ない方が良い。
 ターゲット電圧が決まればコッククロフトの段数も決められる。トランス出力電圧とのギャップをテスラで埋める。

 今後の方針が決まったところで、秋月インバーターの耐久試験。果たして大型コンデンサーの充電に耐えられるのか?

 トランス出力を115Vあたりに調整。400VAC 0.1μF × 4段コッククロフトで初期に登場したあの544ジュール電解を充電してみる。
 これを放電可能なフラッシュランプ等が無いので、放電器を接続してある。黒と黄色のICクリップだ。チャージ中は放電器のスイッチは入れない。

 コンデンサーの表面被服は絶縁機能が無いので要注意である。しかしこの程度なら配線の厚いゴム被服が破れることはないので手軽に止めてある。とは言え、感電すれば即死するシロモノなので慎重に扱わねばならない。放電器はこの時のために作っておいたのだ。

 かなりの山場である。ドキドキ感も最高。
 秋月インバーターの電源を入れる。5秒・・・10秒・・・何も変化が無い。そんなはずはない。トランスを駆動するFETが過熱するはずだ。ヒートシンク
(本来であればインバーターのアルミ筐体) が付いていないため、熱くなったら一度止めてコンデンサーの電圧を測るつもりだった。

 15秒ほど経過し、突然ローバッテリーブザーが鳴る。
 インバーターの電源を切り、電圧測定。1.5Vだと!?

 コンデンサーは、ちっとも充電されていない。何度か試した結論は・・・ATX電源の安全装置が働いてシャットダウンしちまってる。インバーターの20Aヒューズは切れていないのに?
 そう言えばこのATX電源は、ラングD5ポンプと強力12センチファン×3を同時に駆動出来なかった。スペック上はかなり強力なのだが、実力は12Vで5A以下なのか?(怒)
 仕方ない。ATX電源ではなく本番想定のラジコンバッテリー×2で動かすか。この電源は100ワット級と一般的なテスラに比べると桁違いに出力が小さいが、テスラ動作で家電製品やパソコンを破壊した話を良く聞く以上それでも不安だ。バッテリー駆動が安心には違いない。

 ところがここで更にトンデモない事態発覚。ラジコンバッテリーが充電出来ない!
 LD電源を充電に流用するつもりだったが、実際に充電しようとしたのは実は今日が初めて。これが、全く電流が流れない。充電できない訳がないと思っていたため、旧式だったラジコンバッテリー充電器は処分してしまったのだ。大容量バッテリー未対応のくせに馬鹿でかいから・・・

written by higashino [パルス] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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