御アクセスありがとうございます。当ブログの閲覧にあたりまして「当ブログについて」の内容に同意したものとします。19:351ヶ月くらい前のことですが、フェイズシフトフルブリッジ回路の実験をしてみました。フェイズシフトフルブリッジというのは、フルブリッジ回路のアームごとの位相をずらして出力を可変できるというものです。アームの位相が同じならば負荷に電流は流れません。半分ずれた時は負荷には少しの期間だけ電流が流れます。完全にずれた状態、つまり普通のフルブリッジの状態では常に電流が流れます。出力可変ならPWMかなんかでやればいいじゃんと思われるかもしれませんが、フェイズシフトならデューティー比を50%固定で出力可変できるので、GDTなどPWMに向いていない回路で使用できます。あとスイッチング損失を低減できたりするみたいです。きたない自分がこんな回路の実験するのはもちろんテスラコイルを作るためなのでほぼテスラコイルと同じような回路構成となっています。適当なLとCで共振回路を組み、フルブリッジで駆動します。CTで共振電流をフィードバックして動かすようになっています。黄色と水色が各アームの出力(というかこれはゲート波形だけど)、ピンク色が電流波形です。これは出力小=位相がほぼ同じ時の波形です。位相が若干ずれてる程度で電流もそれほど流れていないのがわかります。こちらが出力最大=位相を完全にずらした時です。電流が先程よりかなり流れてますね。そんでもって全期間?を見た波形。黄色に対して水色がずれてるのがわかります。電流値も小~大までありますね。電流値を徐々に大きくしています。もってQCW用の波形にしてみました。若干回路の調子が悪いです...でもまぁいい感じですね。23:02QCWDRSSTC用のランプ波(のこぎり波)簡単に作れるような回路を考えたので紹介します。(違う用途で調べて来られた方は参考程度にしておいたほうがいいと思います...)基本的にはコンデンサを定電流充電すると電圧が線形的に上がっていくことを利用します。1定電流ダイオードを使う回路です。これが一番早いと思います。定電流ダイオードで定電流充電し、MOSFETがONになるとコンデンサにたまった電荷を放電しランプ波にします。これは一番簡単だとは思いますが、欠点がいっぱいあります・充電電圧がVCC電圧に近づくと直線じゃなくなる満充電付近になると、電流が流れにくくなって最後のほうが直線じゃなくなっちゃいます。VCC-1Vくらい(CRDによる)までの電圧を使うようにすればきれいな直線が得られると思います。VCC電圧をちょっと高くしておくのもありだと思います(たぶんテスラなんか近くに12Vラインとか通ってるっしょ)・ランプ波の傾きが変えにくい傾きはコンデンサの容量を変えるかCRDの電流値を変えることでしか変えられません。両方とも半固定抵抗のようには可変できないのでピンポイントの値を見つけるのはなかなかめんどくさいと思います。・QCW用のランプ波っぽくない(?)QCW用ランプ波は、下の画像の左のような波形にしているものが多いです。この回路では右のような波形なのであまりよろしくないかもしれません。実際放電にどう影響するのか知りません。2トランジスタを使う回路です。これはちょっとめんどくさくなりましたが基本的な部分は変わっていません。上のPNPトランジスタがONになるとコンデンサの充電が開始されます。ベース電流は常に一定なので定電流充電をすることができます。次は放電するときですが、上に書いたことと同じです。定電流で放電できるので、1で問題になっていた段々電圧を下げていくという動作ができます。この回路はベース抵抗を可変させることでランプ派の傾きを変えることができます。PNP側の抵抗を変えれば立ち上がりの傾きを変えられるし、NPN側を変えれば立ち下がりが変えられます。この回路にも欠点が・トランジスタの種類や温度、個体差などで変わるコレクタ電流はベース電流*hEFですが、hFEは様々な条件によって異なってきます。種類で変わるのはもちろんですが、同じ種類でも温度で変わったり、個体差もあります。回路を組んだら一回確認してみると良いと思います。・ベース抵抗がデカい大きめの抵抗を付けてベース電流を小さくしているのですが、テスラコイルのノイズがこの部分に紛れたらガバガバになりそうですよね。大したことじゃないです。いうことで実際に実験してみました。実験したけど画像撮り忘れました!!1(今度実験したら撮っとくよ)まぁまぁです。電源が5Vなのでコンデンサの電圧が3.5Vくらいで充電を止めてます。ちなみにそのまま充電していくと実験したけど画像撮り忘れました!!!(今度実験したら撮っとくよ)こんな感じで最後のほうが曲線になってしまうので注意が必要です。2の回路PNPTr=2SA1015GR、NPNTr=2SC1815GR、ベース抵抗PNP側=470kΩ、NPN側=100kΩ、C=1uF、VCC=5V綺麗です。理想に近いと思います。※実験なので充電時間を長くしたと言うかコンデンサの容量を少なくしています電源電圧のすぐ近くまで直線を維持できていますね。電源電圧まで達するとそれ以上は電圧は上がらないので上が平たくなっています。こんなかんじで比較的楽にランプ波を作れたと思います。22:42以前QCWSSTCっぽいものという記事を書きましたが、ここではもうちょっと詳しく書きたいと思いますテスラコイルの制御回路といえば、ロジックICで作るのが一般的です。いくつかICを使うので配線が面倒で、作ったとしても動かなくて回路を見直したらそもそも動かない回路だった、ということがありました。そこで、マイコン内に回路を組み込んで回路が自由で簡単に作れるようにしました。手前のICがマイコンです。この中にいつものロジック回路が詰まっています。インタラプタ入力やデッドタイム生成などもこのマイコンで行えます。その後ろがハーフブリッジのゲートドライブICです。今回はGDTを使わずハフブリドライバを使ってみました。その後ろが1次コイルをスイッチングするMOSFETです。できるだけ回路を簡単に、ということで今回はフィードバックにCTではなく、ツェナーダイオードを使ってみました。ツェナなので電圧FBになります。実験では遅れなどもなくしっかり信号も出力してくれてなかなか優秀でした。この回路は位相がどうのこうのでコイルの向きなどを調整する必要があると思います。この基板のメリットは、回路がうまく行かなくてもプログラム次第でロジック回路部分を自由に組み替えられることです。ハーフブリッジドライバを使用したのでほぼ確実にMOSFETをドライブできます。デッドタイムもマイコンで生成してるので安心です。デメリットは、パワー部・ロジック部・二次コイルが絶縁出来ていないことです。うまくやれば問題ないですがちょっと気持ち悪いですよね。コイル自体は以前のものを使用して試験動作させてみました。下の写真は入力24Vで動作させた時のものです。このあと400Vまで入力してみましたがちゃんと動いてくれました。マイコンで制御できるということで、QCWのような波形にするプログラムを書いて動かしてみました。すると...なんと簡単にQCWDRSSTC風の放電を出すことが出来ました。実際はDRではないのでQCWSSTCだと思います。波形はちょっと歪んでるけどそれっぽくなっています。プログラム次第で普通のSSTCとQCWを組み合わせた動作をさせることも出来ます。通常はインタラプタで入力して普通のSSTCの動作をさせ、一定時間おきにQCW放電をするようにしてみました。通常の放電に対してQCWの放電の長さがよくわかります。調子が良かった時の動画です。コロナが出ているのはインタラプタ入力を浮かせてたのでこうなってしまいました。前からやってみたかったQCWドラムをやってみました。SSTCとQCWを組み合わせられるということで、ドラム時にQCW動作をさせ、それ以外のときはノーマルSSTCとして音楽とドラムを同時に演奏しています。QCWの存在感よやっぱり絶縁されてないからなのか、よくバグって変な動作になります。それ以外にも波形を観察してみるとゲートドライバの遅れが酷くてヤバイ気がしました。何らかの方法で位相を調節してやる必要がありそうです。波形をQCWにしても針状の放電が出てくれないのでコイルを巻き直す必要がありそうです。共振周波数が低いと針状の放電が出ないそうです。それでは今日はこの辺(へん)で。23:585分で記事書けと言われたので書きます新しいテスラコイルの回路を作ったので色々動かして遊んでたんですが、これもしかしてワンチャンQCWSSTCっぽいものできるんじゃね?と思ってやってみました。てきと~にやったらできました。歪んでるよねよくわからないけどなんか普通のDRSSTCみたいな放電がでます共振周波数が低いとこうなるって5分で書けって言った人から聞きました。詳細はまた後日書きたいと思います。5分で書けと言われたので記事書きました:新しいテスラコイルの制御回路ちなみに5分で書けとは言われてません。5分で書いていい?って言ったら書いてって言われたので書きました。人気記事PVTwitterぽんず@pons658大体Twitterいます。pons658Youtubepons658Youtubeチャンネルです。実験動画等上げています。よろしければチャンネル登録お願いします。