555でコンデンサ充電用高出力昇圧チョッパ

これまで制作していた回路は少し複雑で作りにくいものでした。 そこで、少しでも楽に作れるよう、タイマーIC 555で作れるようにしてみました。


製作時期:2015/12/30~2016/1/1

上記の通り、簡単に作れたら良いと思ったんですよね
そんでなんとなーく555のデータシート眺めてて気づいたのですが、
こちらが555の内部回路

そしてこちらが高出力昇圧チョッパのブロック図

どちらも似たような構成になっています。
これはいけそうだなと言うことで、誰もが知る555で高出力昇圧チョッパを作ってみようと思います。

周波数固定型の555チョッパの出力の低さを改善しようとして色々考えてきたけど、555に戻ってくるっていうね...
今回は555をちょっと変わった使い方?をすることで新チョッパと同じ動作をするようにします。

まずシミュレータでテストしてみました。
※注意:後ほど書きますがこの回路では動きませんでした。

赤が出力のコンデンサ電圧で、緑がコイル電流です。
太い帯状になってるのはめっちゃスイッチングされてるからそう見えるだけです。
しっかりコイル電流が一定の範囲でスイッチングされていますね。

拡大。
緑は電流で変わりないですが今度は赤がMOSFETのゲート電圧になっています。
こちらは充電初期のもので、DT比が低いのがわかると思います。


電圧が高くなってくるとこんな感じになります。
DT比がすごく高くなってますね。しかしコイル電流値は充電初期と変わりません。



実際に試作してみました。

コイルは炊飯器からとったやつです。詳細不明だけどまぁ使えるっしょwてきな
シャント抵抗は0.1Ωを4パラして使ってみました。

今後の実験のために制御部の回路だけを変えられるようにしたかったので、制御回路ととパワー部の基板を分離できるようにしてみました。


そして電源を入れてみると...動かない...
データシート再確認してみると、「VCTRL Control Voltage 2.9~3.8V」とか書いてあって、シャント抵抗電圧を直でコンパレータにぶち込もうとしてたので5ピンは0.3~0.4Vくらいになってるからそりゃ上手く動かないわけw
やっぱりシャント抵抗の電圧アンプは必要だったようです...

というわけでアンプを乗っけた基板を作りました。
設計間違えてピンソケット裏につけるはめになりました。

新基板を取り付けて再度動作試験します。

動きました。

抵抗負荷150Ωで117V出てます。
入力が瀕死の生ちく11Vってこともありますが、出力は弱めで90Wくらいです。 15Vとかにしたら130Wくらい出ます。
出力が低いのはコイル電流値を調節できないっていうのも大きいと思います。最大電流の設定値が小さくなってるみたいです。オペアンプの増幅率を変えられるようにすればよかったです。
というわけで汎用部品で簡単に新チョッパを作ることができました。


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