2018年08月29日

ZVS製作計画!IHがやりたい!③

はいどぉ~もZVSで素子を2つ飛ばした、たろまるです!

とりあえずZVSの途中経過をお伝えします。
というか途中経過じゃなくなりそうです。
唐突ですがもう完成しました(殴
製作途中の画像があったので適当に紹介していきます。

【届いた部品たち】
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でっけぇ基盤(AE-6)

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2SC1061CとCBD20150VCTとLED緑凸(1個手持ち)

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200μHトロイダルコイル 4個

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50V 3300μFコンデンサ 2個と2SK3711 4個とBZX85C12

_MG_0014
メタイズドポリプロピレンフィルムコンデンサ1μF 450V 3個(1個手持ち)とヒートシンク 2個とメタルクラッド抵抗 10W 100Ω 2個

あとは私の在庫から出します。

【製作風景】
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基盤が70パーセント完成
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コテ先オワタ
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なんかかっこいいメタルクラッド抵抗
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小汚い基盤裏
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でけた。(びよぉーんてしてる線はFET接続用)
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ケース側の配線に取り掛かる。電源、出力、LED、基盤のスペーサーetc...
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スイッチ配線
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スイッチ配線②
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死んだ素子たち。(負荷接続せずに駆動してこうなった。これがのちの自作トロイダルトランス設置の決め手となった。)
_MG_0035
トロイダルトランスつけて本体完成したので試しに動かす。
うん、良好だね。赤熱している。



とりあえず完成したのがこちら~
【正面】

_MG_0037
主電源スイッチと確認用LED、発振出力スイッチと確認用LED、共振コンデンサ2μF/4μF切り替え用スイッチ、出力ターミナル(赤と赤)。

【背面】

_MG_0040
電源入力ターミナル(赤と黒)、12Aサーキットブレーカー

【右側面】
_MG_0038
通気口。

【左側面】
_MG_0039
通気口。


と、こういった感じですね。
電源装置感満載ですが、これからの運用用途としては、IHコイルを繋げて冬なんかはその場で缶コーヒー温められますね。車でもつかえます。

そして、当初の計画通りではなく、多少変更している点がいくつかあるので、それだけ紹介しておきます。

【変更点①】
『回路の主電源スイッチ直前に、12Aのサーキットブレーカーを取り付けた。(保安装置の配置)』

これです。(黄色いポッチャマ)
_MG_0042

これについては、大電流を使用する比較的危険度が高い回路(使い方さえ間違わなければその限りでもない)なので、主電源スイッチの直前にサーキットブレーカーを設けることで、万一FETがショートモードで破壊したり、負荷にアホみたいな過負荷がかかっても、瞬時に回路に対しての電源供給を断つことで、電線が赤くなって萌え萌え状態を避けることができ、ダイオキシンをクンカクンカしなくて済むようになるので、とってもいいことです。

【変更点②】
『ZVSの出力に巻き数比6(1次):5(2次)の自作トロイダルトランスを設けることにより、超高負荷(短絡)でもZVSの発振が停止せず、出力に負荷が接続されないなどの状態を作った場合でも(トロイダルトランスで)(何故か)発振でき、FETの破壊を防げる。(一応、安全装置的な?)』

作ったトランスがこちらです。
カメラの露出設定をミスったおかげで画像編集しないとみられないレベルでした。(RAWで撮っていればよかった…)
_MG_0034

まあなんていうか線径0.8mmのPEWを4本束ねてレッツ♪リッツ☆Yeah!ってしたやつを6(1次):5(2次)で巻いてます。因みに赤が1次、青が2次です。
まあ普通に降圧されて出力が10Vとなるわけですが、別に構いません(適当)
あと電力ロスも増えます。自分はうっかりミスが多い人なので、負荷つながずに電源ONして素子釈迦を量産する羽目になるよりはよっぽどましなので別にいいです。
Untitled
上記の配線のようになりますね。
実は最初は、線径1.2mmのPEWを単線で適当に6:5して巻いたら表皮効果でアッツアツのホックホク(焼き芋じゃねぇよ!)になってしまった&飽和して(゚∀゚)アヒャってなったので、結局現在の形になったって感じです。20Aぐらい余裕かな?
この茶色いトロイダルコアは以前、秋〇電子でゲットしためっちゃでっけえのに250円とかいうクソ安いトロイダルコイルがあったんでそれを2つ買いました。で、隙間から中をのぞくと、コアが2つ重なっているんですよ。これはもうぶっ壊してでっかいコア4つ頂くしかないなと思ったので、構わずコンロで焼いてぶっとりました。このコアあと3つあります。意外と使い道がなくて困ってます。

【変更点③】
『本体の両側面に通気口を設けた』

これね。

_MG_0043

大した程ではありませんでしたが、中のトロイダルコイル(インダクタ)や、共振コンデンサや100Ω抵抗や、自作トロイダルトランスが熱を発するので(5,60度程度)、一応両側面に直径8mmの穴を合計30個ぶち抜きました。自然通気でいいレベルなので、上昇気流でどうにかしてもらいます。

当初一番気にしていた発熱の問題はどうにか克服できたので、次は動作試験でもして動画UPしま~す。

ではまたノシ  

Posted by taromaru1093 at 14:49Comments(0)電子工作 | ZVS

2018年08月27日

ZVS製作計画!IHがやりたい!②

いやぁ~おいっスたろまるです!

前回はZVS回路の構想を練ってましたが、今回は明日届く部品たちを迎え入れるため、筐体(本体ケース)の加工をしました!

で、今回使うケースは前回も紹介したMB-5というオタク怪では超有名なタカチ製のアルミケースです!

とりあえず、寸法はdraw.ioというサイトが超便利なのでそいつを使いました。
で、作った設計図面がこちら~
【ケース前面】(スイッチ穴やLED穴、ターミナル穴)
ZVS-BOX-FRONT

【ケース背面】(ターミナル穴)
ZVS-BOX-BACK

【ケース上面】(ヒートシンクの取り付け寸法、FET取り付け部の穴あけ寸法、12cmファン電源引き出し口)
ZVS-BOX-TOP



まあこんな感じですね。これの通り加工するわけですが、とっても簡単で初歩的な技なんですが、この設計図をワードソフト(主はOpenOffice Writer使用(仕様))を使って、A4に縦横の長さを寸法通り打ち込んで、設計図を貼り付けます。
プリンタで印刷をすると、指定した長さでぴったりとした図面が印刷されて出てきます。
これを直接ケースにペタッと適当なビニルテープやセロハンテープや、ちょっと高貴で裕福な人はアルミテープとか使って貼りましょう。
そしたらその上からスケッチするなり下穴打つなりして後はドリルでドリリリリリリャアアアしたり、鉄やすりでギッコォォオオギッコギコギコしたりテーパーリーマーでウンゴッゴッして加工・成形します。
すると本当にきれいに出来上がります。ということで加工の結果ですね。

【ケース前面】
_MG_0001

【ケース背面】
_MG_0002

【ケース上面】
_MG_0007
今回はFETは2つなので手前の2つのヒートシンクを使う予定ですが、今後FETを増設したりすることがあった場合には奥にもう2つ付けられます。
_MG_0008
色々なタイプのFETがつけられるように、少し広めに場所を確保しています。
_MG_0005
上から12cmファンで下(ヒートシンク)に送風して、強制空冷します。
自作PCのあまりものですが、サイズのファンなので風量と静穏性はお墨付きです。

【ケース下面(思い付きで作った)】
_MG_0003
なんか適当にゴム足を4つ付けて良い感じにしました(小並感)

【ケース全景】
_MG_0011


とまあ何だかんだでいい感じの加工精度で出来ました。スイッチとかちょっと突っ込んでみましたがクソピッタリでワロタですね。

で、明日秋〇電子から頼んでおいた品物達が届くので、ユニバーサル基盤配線との死闘を繰り広げたいと思います。ここまで作ったんですから。後戻りできません!!(◎_◎;)

ではまた次回~~!  

Posted by taromaru1093 at 18:49Comments(0)電子工作 | ZVS

ZVS製作計画!IHがやりたい!①

こんばんはー(おはようございます!現在1:08)

えぇーっと何を書こうかと迷っていたんですが、ZVSについてのことを書きたいと思います!(唐突)


まずZVSの説明からしますね。
下図がZVSの回路図(原典と思われる)です。
ZVS-CentorTap
動作原理としては、簡単に言えばLC共振と個体差によるものです(適当ワロタw)
発振周波数等は、各自で適当に計算してください。
電源が投入されると、まず各部品の個体差などにより、2つあるうちの片方のFETがONします。
そうすると、ONになった方のFETのDからファストリカバリダイオードを通じてマイナスの電位が印加され、もう片方のFETはOFFになる。
そして、2つのFETのドレイン同士に接続されている共振コンデンサにコイルを通じて電圧がチャージされます。
その後コイルを通じて共振コンデンサが放電されるとともに、放電される電力やら駆動コイルの逆起電力やら(ここがややこしくてあまり理解していない)によって片方のFETがONしつつ上記のファストリカバリダイオードによって今までONしていたFETがOFFになる。
この繰り返しで動作します(すると思います)。
間違っている可能性がプンプンしますので、あまり鵜呑みにしないで下さい。修正点があれば教えて下さい(懇願)
詳しくは下記の外国製のシミュレーション動画で電流の流れを目で追って洗脳されて下さい!



ZVSの用途としてはFBT(フライバックトランス。ブラウン管テレビの高圧トランス。出力はスンゴイ電圧の直流です。)の駆動や、IH(インダクションヒーティング。誘導加熱。)やらコンデンサの充電やらなんやらに使われているんですね。
作ったところで結構使用する機会は限られますが、色々楽しいので作ってみるといいですね。大して難易度も高くないですし。


まあ適当な説明が終わったところで製作に入るわけですが、今回の構想としては、
国内、海外含めてまあ極めて基盤丸出しの全裸状態で駆動させている肝の据わった作品達が多いようですので、それに逆らう(常識を打ち破る)かのごとく、しっかりタカチのMB-5(アルミ製のシャーシ)に収納したいと思います。
そして、原典の回路図には駆動するコイルにセンタータップが必要でしたが、それが必要ない代わりにインダクタの数が2倍になるセンタータップなしの方式にものにしました。センタータップ大っ嫌い!!

とりあえず回路図と回路説明含む使用部品説明だけズラァアアーーーっと書いておきますよ。

【回路図】
回路図


センタータップなしです

【今回使用する部品】

NチャンネルMOS-FET 2SK3711    2個 
これについてはRDS(オン抵抗)低めのもので選定します。これについては匙加減とかいう感情論も含みますが、原典に書いてあるのは150mΩより低めがよいとのこと。(主は150mΩなど高すぎると思っている)ですので、とりあえず5mΩと優秀な2SK3711を選定しました。TdやTrなんかはほとんど気にしなくていいです。とりあえずRDS低ければ効率や発熱の点で有利ですから、頑張って選定してください。

12Vツェナーダイオード BZX85C12    2個
MOSFETのゲート電圧制限用です。意外と電流流れるらしいので、1Wはあるといいですよ。
BZX85C12は12V 1Wのものです。因みにこいつを入れないと高確率でFETを破壊します。

ショットキーダイオード CBD20150VCT    2個
これはFETのターンオフ用です。なのでTrrは低めが良いですが、そんなの気にせず大体2A以上流せるショットキ―ダイオード使っておけば問題ないです。私は150V 20Aとかいうバカみたいなの使ってますが、こんなのはいりません。

パワートランジスタ 2SC1061C 2個
これはZVS回路を意図的に且つ極めて低電流でオン♪オフ♪するためのトランジスタです。
トランジスタON時にFETのゲートとドレインをショートに近い状態にし、強制オッフ♪します。
500mA流せれば超余裕ですが、余裕をもって(チキって)3Aのものにしました。

インダクタ 200μH 9A 4個
通常は2個で対を作るんですが、今回は2パラと2パラの計4個で対を作ります。
理由としては単に流せる電流を多くすること、インダクタの磁路構造によって磁気飽和の傾向が起こることによる急激なインダクタンスの降下を防ぐためです。

共振コンデンサ 1μH 4個
オススメはリンク先にあるような、メタライズドポリプロピレンフィルムコンデンサ(クッソ長杉ムカつきの嵐!!)ですね。高周波性能がよく、大電流が流せるので最高です。

メタルクラッド抵抗 10W 100Ω 2個
大電力対応の抵抗で、ボディに直接アルミ製のヒートシンクがついており、放熱性が良いです。
ゲートチャージ用の抵抗にはそこそこ電流が流れるので大きく余裕を取って10Wです。
また、パワートランジスタ 2SC1061CでZVS回路の発振を強制停止しているときは、100Ω抵抗は計算上12V鉛蓄電池で大体120mA以上流れるので、ただのヒーター()になります
それでも120mAなんてチャラいんですが、見た目が良いのと(ルックス重視)普通に放熱がしっかり(性能重視)なメタルクラッド抵抗を使います。別にセメント抵抗でも問題ないです。とりあえず3W以上ならいいです別に。

その他抵抗(1kΩ 4個10kΩ 2個)
パワートランジスタ2SC1061Cのベース抵抗(1kΩ)やプルダウン抵抗(10kΩ)、FETのプルダウン抵抗(10kΩ)、LEDの電流制限抵抗に使います。

電源用電解コンデンサ 3300μF 50V 2個
電源の平滑(トランス駆動時)や、急激な電流への対処に使います。電源用などの適当なもので構いません。ここでオーディオ用とか使ったら変態確定です。

ブラケット入LED 2個
主電源ON確認用と、発振ONの確認用です。無くても動きます。でも付けます。

スイッチ(主電源、コンデンサ切り替え用 2個発振ON/OFF用 2個)
主電源と、コンデンサ切り替え用は大電流が流れるので、15A以上は必要です。S-6AWは、2回路2接点で、接点容量DC30V 20Aなので2回路分パラして40Aにします。適当な電源スイッチ用意してください。因みに無くても動きます。でも電源繋げたら即ONです。ゲートチャージ抵抗に電源垂れ流しです。コンデンサいちいち箱開けてターミナルに付け替えなきゃいけません。だから付けます。

アルミシャーシ タカチMB-5 1個
回路をここにぶち込んで、一応外内部の高周波ノイズ遮断、あとは見栄えの確保です。
収まりもいいし、回路のショートとか防げるので、安全面でも良きですね。

ユニバーサル基盤 AE-6 1個
タカチMB-5に究極的な収まりの良さです。コイツはやってくれますよ。片面でいいんですよ。全然使えます。

ターミナル(赤 3個黒 1個)
シャーシに取り付けます。電源入力用に赤と黒各1個、ZVS出力に赤2個使います。このターミナルはつまみがデッケェので、使いやすくてオヌヌメです。

駆動コイル 1個
適当でいいのです。FBTの1次側がこのコイルになりますし、IHなら8回巻きぐらいの3mm以上の銅線でいいです。


製作で使用する部品は以上の15項目でーーす。

次回記事に続きます!
ではまたー(^_^)/

次回 → ZVS製作計画!IHがやりたい!②

  

Posted by taromaru1093 at 03:56Comments(0)電子工作 | ZVS