何でも実習生の実習日誌

電子工作、模型スチームエンジン工作など、何でも工作が大好きです。
手持ちの工作機械は卓上ボール盤だけ、全て手作りです。

トランスの背中合わせ接続で高圧電源を作りました

2014-11-20 18:32:37 | 電子工作



2014/11/20 (木曜日) 曇り後雨



曇り空で寒い、寒い一日だった。 午後からは雨になってしまった。
しかし、今は工作場が閉鎖されて部屋の机の上での工作だからストーブに当たりながら
半田ごてを握ってあれこれ実験を楽しんでいる。

ニキシー管を表示部にした時計を作ろうとしているが、一昔も二昔も前、いや六昔ぐらい
前の表示器で真空管のような形をしていて、駆動するのには200Vほどの電圧が必要になる。
昔の真空管時代なら200Vや300Vの電圧は普通だったが、今の時代の部品はは3V、5Vで
十分動作するからこんな高い電圧は扱うのは大変だ。

ニキシー管駆動用の電圧は倍電圧整流回路で作り出そうと思っていたが、先日、工作友人から
「トランス2個を背中合わせに接続すれば簡単に高圧が得られる」というテクニックを教えてもらった。

うーん、なかなかうまいことを考えるものだ。
家庭に来ている100Vを倍電圧整流すれば200V以上の直流電源ができるが、直接こんなことを
して、うっかり触ったりしたら感電していまうので危険だ。
それをトランスを介して再び100Vにして取り出せば外部とは絶縁された電源になるので安心して
工作ができる。
早速ジャンクボックスを引っかき回してトランスを探し出した。


↓ 素性のわかるもの、わからないものが4つばかり出てきた。



↓ トランスの二次側同士を接続して(背中合わせ接続)一次側から高い電圧を取り出す。






タップを切り替えたり、リード線を入れ替えたりして高電圧が出る組合わせを探った。
200V近い電圧が出せる組合わせも見つかった。


↓ 背中合わせで作った高圧でニキシー管を駆動する実験を始めた。



↓ これなら簡単にニキシー管を点灯できる・・・・・・






だけど電源はニキシー管用の高圧だけではダメだ。
ロジックICやトランジスターを駆動する5Vの安定化電源も必要だ。
その電源を組立てて動作をチェックしてみた。


↓ 低圧(5V安定化電源)の動作チェック。



↓ 低圧電源に負荷(豆電球)を接続してどのくらい電流が流せるかをチェックした。
   200mA以上流しても5V電圧は安定している。 しかしトランスの出力電圧はそれなりに低下していく。



↓ トランスの出力電圧が低下したため、ニキシー管の表示に翳りが出てきた。










入力用トランスの巻き線(コイル)を高圧電源用と低圧電源用の両方で使用しているので
低圧用電源の負荷電流を多く流すとトランスの出力電圧が低下して高圧用ににも影響が出てしまうのだ。
うーん、これはまずいなぁ・・・・

それでは二次側が2回路用になっていて個別に12Vが取り出せるトランスを使ってみよう。
この場合、低圧用整流器への入力が12Vと高めになって3端子レギュレーターに無理がかかるが
それはやむを得ない。


↓ 入力側(商用100V電源に接続する)トランスを12V2回路用に取り替えてテストしてみた。



↓ これなら大丈夫だ。 低圧5Vの安定化回路には200mAが供給できる。



このトランスを使えば何とかなりそうだ。
今回の工作はジャンクボックスの手持ち部品で作ることが目的なのでトランス2個が
役立ってよかった。

しかし、テスト中入力用のトランスはかなり熱くなる。
トランス同士を背中合わせで接続すると入力トランスにはかなり電流が流れるよのかな?

ニキシー管全体に流れる電流は4mA~5mA程度、電圧を200Vとして計算すると

    0.005x200=1W

低圧側5V電源は 200mA だから 5x0.2=1W

合計で2Wだ。 効率を50%としてみると 4Wぐらいの電力消費かな?


一方の入力トランスは定格12V 0.3Aの回路が2組だから

    12x0.3x2=7.2W

この値までは問題なく使用できるようになっているはずだ。
だから消費電力4Wならそれほど熱くならないと思うけど・・・・・・

トランスの熱さは手で押さえても平気なぐらいだから50℃ぐらいかな?
ただ時計は年中休み無しで動かすんだからその辺も気をつけなくちゃならない。
今度は温度計で測ってみよう。







コメント (6)
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