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。久しぶりにオイルコンデンサを引っ張り出してきたので、EMP缶クラッシャーやってみました。EMP缶クラッシャーとは、空き缶にコイルを巻き、コイルに大電流を流すと缶が変形するというもの。アルミ缶には誘導電流が流れお互いに反発しあって缶がへこみます。海外勢なんかのすごいやつなんかはその力でアルミ缶を真っ二つにしてますね。Pulseの略で日本語だと電磁パルスになります。缶クラの回路構成はレールガンやコイルガンとほとんど同じで、コンデンサに電荷を貯めておいて大電流を瞬間的にコイルに流すようにします。缶クラは放電時間はそんなに必要なくて、とにかくピーク電流値が高い方が威力が出ます。そこでコンデンサの電圧を数kVにしたり、パルス放電特性の良いものを使ったりすることが多いようです。オイルコンはまさにそれで缶クラに向いています。電解コンでもできますが、あまり良くないと聞きます(実験してないので知らんです)動画です。2.8kV、250uFで1kJ近く投入しています。7セグのやつが電圧計です。実はこのコンデンサ耐圧2kVなんですよね。缶はこんな感じにへこみました。携行型レールガン用に作りましたが、普通にコイルガンやその他高電圧実験系でも遊べると思います。出力は以前と同じ200Wで設計して回路構成の変更等もありませんが、パワー素子とコネクタ以外はすべて表面実装化して小型化を目指した感じです。部品を詰め込みすぎてシルクが潰れてしまってるので反省こいつはメインのMOSFETとダイオードにSiC製品を使う予定でいるんですが、壊すと金銭的ダメージがヤバイので、とりあえず普通のシリコンのダイオード・MOSFETで試作してみました。コイルも仮のものです。動作テスト中の様子ですが、いい感じに動いてくれません。原因はスイッチング時のノイズでマイコンあたりが誤作動してたようです。配線パターンの設計能力のなさを感じる...MOSFETのゲート抵抗を大きくしてスイッチングノイズが小さくなるようにしてみましたが変わらず...ダイオードのリカバリ電流が悪いんでは?と思って思い切ってをSiCダイオードに交換してみると、完璧に動いてくれてました。チョッパ系にはSiCショットキー最適なんですねぇマイコン9,10ピンをショートしてるのは仕様です。実験してるうちにメチャクチャ汚くなってしまったので新しい基板で作り直して完成です。見た目はいいよね!だいぶ気に入ってるサイズは46x25x21mmで出力そのまま従来の約1/4以下まで小さくなりました。大体はインダクタがつよいおかげです。インダクタンスも低いもの(15uH)にして小型化できました。マイコンの裏側にインダクタがあります(えぇ......)ガチ設計者から怒られるやつやあとはどうせ数秒しか動かさないしそんな大きいヒートシンク要らないだろーーーーとかいって小さめのヒートシンクを使ったからです。MOSFETとダイオードは基板と共締めしています。コネクタはマイコンへの書き込みと動作状態などの通信を兼ねています。穴がズレてるのはピンヘッダを差し込んだ時ガバガバせずにちょうどハマってくれるというものです。それで出力テストしてみると、どうがんばっても設計出力より20Wも低い180Wしかでないんですよ実験してデータを取ると、出力電圧が200Vくらいのときには出力は何故か250W出るのに、380Vまで出すと180Wになってしまうことがわかりました。181.45125このことから多分インダクタのインダクタンス不足で十分に電圧が出力できてないんだと思います。(まぁ設計段階から薄々気づいてた)試しに大きめのコイルで試してみたら普通に200W出てくれました。それとノイズを抑えるためにゲート抵抗を大きくしたので、ドレイン電圧立ち上がりがぬるくなって一番美味しいところがうまく出力できてないというのもあると思います。そんなこんなで現状で200W出すのは諦めました。今度もう少しインダクタンスの高いものを買ったら実験しようと思います。出力は180Wで良いとして、とりあえず連続で負荷をかけてみると、5秒後くらいにMOSFETが壊れてしまいました。3回くらいやらかして、今使ってるMOSFETは20A定格で普通にスペックが足りてないことに気づきました...ということで30A定格のものを付けました。TO-220パッケしか付けられない設計になってるのにTO-247パッケのものを付けたかったので無理やり外付けしました。再実験すると10秒以上動かしても大丈夫でした。コンデンサ充電テストの動画です。緑のLEDは電源ランプで赤が動作中を示します。コンデンサは360V2.5mFで162Jです。電源ON後、数秒後に動作開始し360Vで動作停止するというプログラムにしています。約900msで充電完了してるので大体180Wくらいですね。発振周波数は約100kHzくらいで可聴域外ですが、どっかが共振してるのかしらんけどうっすらチュイーンって音が聞こえます(えぇ...)あとはMOSFETをTO-220な強いやつにすればきれいに収まってくれそうですね。いやSiCMOSFETは買ってあるんだけど、壊すの怖くて使えないんだよね...普通のMOSFETでも220パッケで600V40A近くの定格のものもあるので今度買おうと思います。小型で大電流でインダクタンス高めなのって売ってるかなぁ進捗があったらまた記事書きます。今回は学校関係の基板が混じってる関係でスイッチサイエンスPCBに注文しました。開けるとこんな感じです。基板の後ろには領収書が入っています。学校で基板を発注する際、安くても金銭関係で頼めない何ていうこともありますが、スイッチサイエンスなら中国並みの安さで領収書を付けてもらうことができます。注文してから届くまでちょっとかかります。自分は15日程かかりました。今回は白い基板にしてみました。いいね♡(ちなみに白く潰してるのは学校関係のやつです)ケチなのでいくつかの基板を一つにまとめて発注したので分離した後の基板の紹介をします。・コンデンサ充電用昇圧チョッパ基板1以前開発したチョッパをプリント基板化してみました。これについてはまた後で記事書こうと思います・コンデンサ充電用昇圧チョッパ基板21のほうと殆ど変わりませんが、使用部品と部品配置が若干違います。1の方が動かなかったらこっちも作ってみるっていう保険です。・ゲートドライバ基板1以前作ったゲートドライバをプリント基板化しました。裏表にMOSFETを付けて2ch分作ったので、これ一つでGDTの駆動ができるようにしました。ゲートドライバのゲートドライバも付けたので3.3Vや5V系から直接動かすことができます。・ゲートドライバ基板21のほうから少し回路を変えて小型化したバージョンですが、損失が多いかもしれないです。・PFC以前作ったPFCをプリント基板化しました。シルクや穴ズレ、傷などもなく基板の品質自体には不満はありませんでした。あとは自分の設計ミス?で、チョッパ基板1なんかシルク文字が潰れたり見えなくなっちゃったりしてるのでもうちょっと余裕を持っておけばよかったです。この辺は経験な気がします...それとパッド上に普通にビア開けちゃってますが趣味なので大目に見て(ゆるして)全体的には満足です。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。