2013年1月2日水曜日

FETリップルフィルタの負荷特性

 あり得ないが負荷が0-50mA変化しても、出力電圧は一定。

 その十倍の電流が流れても、出力電圧は変わらない。100倍流すと、さすが、変動するが。

 ツェナーダイオードを利用しているので、雑音が出る。FETのD-S間は変動に対して、ゲート電圧が変化しない限り、一定になる?ということでいいのかな。しかし、ゲートにツェナーダイオードの雑音が乗れば、それは、出力にそのまま出てくる?のだろうか。
 ともかく、CRフィルタが入っているので、それは抑圧されるはず。
 Cに0.01uFだと、変動する。1uFで変動は止まる。ここで47uFを入れていると電圧の立ち上がりに時間がかかる。フィルタのRを1kから10kに増やしてStartupで初期状態をシミュレートすると、高圧が出るまで、2秒以上かかることが分かる。


 高い周波数が漏れていたので、ゲート付近にコンデンサを追加した。
 組んでみた。
 入力電圧334V。出力は300Vを超えている。ボリュームを回して出力電圧を下げていくと、100V前後でバチッ。
 どこかまずいところがある!
状況を再確認してみよう。
 R6,R4は実際は500kのボリューム。中ごろに回しておいて、電源を入れた。
 入力と出力は電圧をモニタリングしている。
 ゆっくりと電圧が上がっていく。これはC1の電解コンデンサにチャージするために時間がかかっていると思われる。
 ボリュームを回して電圧が下がる方向へ。
 出力が100V付近で、バチっと音がした。
 お風呂に入って考えた。
 C1はチャージされるので、ほぼ300Vになっている。放電する経路は、R5だがすぐには電圧は下がらない。もし、1次側の電圧が無くなれば、D2を通じて電流は流れてFETは壊れない。
 ボリュームが、R4が0オームになると、D5のツェナーが100Vに対してC1の300Vがもろにかかる。で、D5が吹っ飛んだのかな。
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 D5とFETが飛んでいた。
 とりあえずC1の容量を減らし、ボリュームに追随できるようにしたのと、D5の前に33kを入れて、高圧が直接かからないようにした。

 入力電圧334V。ゲートと出力を監視しながらボリュームをゆっくりと回す。120Vから270Vの可変電源になった。
 しかし、出力電圧というか、ゲートも妙にふらついている。
 シミュレートではmax289Vほどでないといけない。
 まだ完成してはいない。
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 変動する要素を考えてみた。
 実験回路では、出力に直接チョークがつながっていたので、それをパスしてつなぎ直してみた。その結果、出力電圧は303Vになって、変動も無くなった。
 500kと可変範囲の広いボリュームを使っているのが原因かもしれないが、小数点は少しずつ動いている。
 45では250-275Vがほしいので、その範囲近くに収まるように固定抵抗の組み合わせを考えないといけないかもしれない。
 FETが死んだ原因を推測する。D5は数オーム、つまりショートして死んでいた。実はR3を入れ忘れていた。しかし最初の設定では1kなので、入れてあったとしても、ゲートはほぼ0V近くまで落ちて、Vgsの耐圧を軽く超えた結果、死んだ、のだろうか。今回10k+33kを追加したので、D5がショートしても簡単には死なないかもしれない。





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