コッククロフト・ウォルトン回路を作ってみた。（２）完遂編

コッククロフト・ウォルトン回路を作ろうとするのはいいのだけれど、いきなり150段とか作っても、動いてくれない。
初心に返って50段くらいから作ってみる事にした。

…。
……。

という訳でいろいろ買って来た。

メタライズドポリプロピレンフィルムコンデンサ。

上が0.01μF630V、

下が2.2μF250V。

高圧セラミックコンデンサ。

1000pF4kV。

汎用整流ダイオード。

1000V1A。

買って来たのはこれだけ。

他に使うパーツは、

NチャネルMOS-FET

基板実装用トランス（6V,12V〜100V）

6P形ニッケル水素電池

その他、ツェナーダイオード（5.6V1W）、メタライズドポリエステルフィルムコンデンサ（63V1.0μF）、大学の先生からもらった高圧用被覆線（20kV）、秋月電子で買った片面基板など。

以上。

早速作っていく。

回路図等は実験室-Danger-さん参照。

今回使用するコンデンサは秋月電子で購入したメタライズドポリプロピレンフィルムコンデンサ、0.01μF630V。50個。
ダイオードは千石電商で100本束で売っていた1000V1Aの汎用整流ダイオード。

製作中…

裏面。

…。

できた。

手のひらサイズに収まった。

次にインバータを作る。

回路図がこれ。

マルチバイブレータのパルスでMOS-FETを駆動し、トランスで約100Vに変圧する。

シミュレーターではうまく作動した。

実装したらどうなるか。

まずはブレッドボード上。

ボード左下がマルチバイブレータ。

12V入力でこの値。

周波数が想定（約50Hz）より少し高いがたいした問題ではない。…と思う。

早速基板上に実装。

…。

一回失敗。マルチバイブレータが発振しなかった。

もう一度製作。

成功。うまく発振していた。残りも実装して…

完成。

インバータとコッククロフト・ウォルトン回路をつなげる。

放電を確認。

大成功。

と、いうわけで、今回は無事作動する回路ができました。
コッククロフト・ウォルトン回路は耐圧高めの素子で組んでいるので、300V入力くらいまではOK。

ちなみに、これらの回路の接続はすべてコネクタ式で、異なる回路との接続が可能です。

次は、1000pFのコンデンサで50段、組み上げてみようと思います。
放電間隔の短縮が望めるかな。

撮影器具…PS VITA

コッククロフト・ウォルトン回路を作ってみた。（１）

コッククロフト・ウォルトン回路という整流と昇圧をする回路を利用し、高圧電流を発生させようと作ってみた。

コッククロフト・ウォルトン回路はコンデンサとダイオードだけを用い、決まったパターンを繰り返すだけで、電源（交流）電圧×組み合わせ段数倍の直流電流が取り出せるという優れもの。フリスクスタンガンとかで作ってネット上に上げている人は多い。

…いくら決まったパターンといっても、『300点以上（これでもまだ半分くらい）』もの部品を組んでたらそりゃ疲れます。組んだのは少し前ですが。この基板１枚に乗っかっているものだけで、100Vを10数（約15）kVに昇圧するだけの能力があります。

ネット上に上がっている物のほとんどは使い捨てカメラのフラッシュの回路を使って、1000Vぐらいから始めるのですが、大本の電源は乾電池。昇圧するにも限度があります。

話は変わりますが、コッククロフト・ウォルトン回路に使うパーツ（コンデンサとダイオードしかありませんが。）は、電源電圧の２倍の耐電圧が必要だそうです。写真の回路は入力が100Vである事を想定（ダイオード200V・コンデンサ250Vを使用）しています。

…入力が100V…

…100V電源…

そう。コンセントです。

コッククロフト・ウォルトン回路は理論上無限に昇圧が可能ですが、実際はあらゆる所でエネルギーロスが生じます。この影響は段数を重ねるごとに、また、電源が貧弱なほど大きくなります。私が作ろうとしているのは300段（部品点数600点・30kV）で、乾電池であれば、確実に、50〜100段ぐらいから電圧が下がってきます。しかし、コンセントなら何とかなるはずです（裏付けの無い確信。）。

これを使って何を作るか？

…で、電気集塵器とか？

（以前（高3の時）水素バズーカ砲を作ったときに、点火用のスパーク源としてこの回路（50段5kV）を作ったのですが、その後、何かやたら高電圧発生装置を作りたい衝動に駆られて、今に至ります。正直言って、回路だけできれば用途なんてどうでも良いと思っていました…当時は。）

…まぁ、そんな感じで、様々な製作物をこうして載せていきたいと思います。よろしくお願いします。