ぽんず製造所

御アクセスありがとうございます。閲覧にあたりましては「コンテンツについて」の内容をご理解いただいた上でお楽しみください。また、当ブログの内容はあくまで趣味で行ったものであり、学術的ではないことをご了承ください。

PICマイコンを使ったインターリーブ臨界モードPFC回路を作った

PICマイコン「PIC16F1615」を使って、インターリーブ臨界モードPFC回路を作りました。
今回はクッソ雑に動画にまとめたので貼っときます。(YouTubeからもっと動画上げなさい(意訳)と怒られた)
のでここに文章は書きません



ようごのせつめい

PFC・・・PowerFactorCorrection:力率改善回路。商用電源を全波整流等で直流を得ると入力電流がひずみ、力率の悪化、高調波の増加などの悪影響が生じる。PFCは一般的には入力電流を正弦波(入力電圧波形)に近づけながら直流を得る回路。回路トポロジは昇圧チョッパ型が一般的で、今回もソレ。

臨界モード・・・チョッパ回路ではスイッチング素子をON/OFFしてインダクタ電流を制御するが、臨界モードはインダクタ電流がゼロになったときにスイッチング素子をONとする動作モード。インダクタ電流はゼロとピーク電流を行き来する。バレースイッチング/ソフトスイッチングとすることができるので、スイッチング損・リカバリ損が低く、低ノイズにできる。一方、ピーク電流が大きくなるので導通損などに注意。入力電流リプルが大きく、フィルタ等も大きくなりがちで嫌すぎ。

インターリーブ・・・主回路を複数用意し、等位相差で動作させる方法。今回のように2つあるなら180度位相差。これにより各相のインダクタ電流リプルが相殺され、入力電流リプルを小さくでき、臨界モードの欠点がかなり解消される。臨界モードではスイッチング周波数が可変なので等位相差動作が難しいが、これをうまくやってくれるのがPIC16F161xのAngular Timerだったってワケ。


PICで遊ぶの楽しいですね。
以上ッ!

SQとAWGを変換して表示するChrome拡張


AWG14ってなんSQだよ!!!!!!!11(ブチギレ)
 

と思ったことはありませんか?

電線の太さは、断面積(単位SQ, mm²)で表す方法と、AWGとかいうサイズで表す方法があります。
換算表を使用してAWGとSQの対応を確認することができますが、もはや換算表を開くのも面倒です。まあ頻繁に使うなら暗記しろ/しちゃうって話ですが...。

というわけで、SQはAWGに、AWGはSQに変換して表示してくれるChrome拡張を作りました。


  ダウンロード・インストール
AWG-SQ.zip
ソースコードごと配布します。(ストアで配布するにはお金がかかるみたいだしコードも公開したいので...)
Chrome拡張機能のデベロッパーモードをオンにして「パッケージ化されてない拡張機能を読み込む」から、当該フォルダを選択するとインストールできます。
キャプチャ


  使い方
1. AWGまたはSQと書いてあるとこを選択
2. 選択した文字を右クリック
3. コンテキストメニューに変換した値が表示される

コンテキストメニューをクリックしても何も起こりません。

AWG2SQ

SQ2AWG
というわけでAWG14は2sqでした


  仕様
・ページの内容は書き換えない。使い方にあるように右クリックで変換した値を表示する。
・コンテキストメニューをクリックしても何もならない。
・AWG〇〇、〇〇AWGと書いてあった場合、〇〇SQに変換する。
・〇〇SQ、〇〇mm²と書いてあった場合、〇〇AWGに変換する。
・変換は数式を使用。例えばAWG4は22SQですが、今回は数式で変換するため、21.15SQと表示されます。逆に22SQはAWG3.83と表示されるなど、実用上の対応とは異なる場合があります。
・0AWGより太い線は考慮していない。
・細かいことは決めてない。


  仕組み
「Chrome拡張 作り方」で検索して出てきたやつを適当にコピペして作りました。内容はよくわかっていません。詳しくはソースコードを見てください。

・Content scripts
document.addEventListenerで、文字が選択れたとき(mouseup)に選択文字をEvent Pageに送信します。

・Event Page (Background Page)
chrome.runtime.onMessage.addListenerで文字列を受信します。
文字列にAWGやSQなどに一致する文字があれば処理し、コンテキストメニューに変換された文字を登録します。


  感想
一瞬で変換できる、最高やな!応用すれば他のいろいろな変換もできそうです。
初めてのChrome拡張づくり、慣れないJavaScriptでしたがとりあえず作ることができました。そんなクソコードは載せてありますので、ぜひ改良して使ってみてください。

秋月の冷陰極管インバータK-G00-500-A11の特性

だいぶ昔から秋月電子通商で売っている冷陰極管インバータ「K-G00-500-A11」の出力電圧特性・波形を雑に測定したので載せておきます。
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  測定条件・方法
以下の条件を組み合わせて、出力波形、電圧、入力電流を測定しました。測定回路は描くまでもないやつです(描くのめんどくさい)
・入力電圧:10V, 12V, 14V
・負荷:抵抗器を使用:10kΩ, 23.5kΩ, 47kΩ, 100kΩ, 200kΩ, 470kΩ, 1MΩ, 10MΩ, 100MΩ(100MΩはプローブの減衰抵抗)
ついでに、条件及び測定値から入力電力、出力電力などを計算しました。


  測定機器
・オシロスコープ(波形、ピーク-ピーク電圧、電圧実効値の測定に使用):DS1104Z、プローブ:100:1プローブ
・マルチメータ(入力電流の測定、入力電圧の確認に使用):DMM6500

今回はざっくりと特性を知りたかっただけなのでかなり雑な測定になっています。
・負荷抵抗はその辺に転がってたやつ。精度なんか知らない
・電圧はオシロの演算で測定してるけど色々と微妙そう。
・DMM6500では6桁も精度が出ますが、そこまでいらないので適当に四捨五入。


  測定結果
電圧は入力電圧に比例して大きくなるようです。1200Vp-pが最大電圧のようですね(入力12V時)。
負荷を重くしていくと電圧が落ちる特性になってますね。
負荷抵抗-出力電圧特性

ついでに出力電力特性も描いてみると、100kΩ負荷のときに最大電力が取れるみたいです。
負荷抵抗-出力電力特性

生データ置いときます。
入力電圧[V] 負荷抵抗[MΩ] 入力電流[mA] 出力電圧Vp-p[V] 電圧実効値[V] 入力電力[mW] 出力電力[mW]
10 0.01 28.4 87.2 28.2 284 79.524
10 0.0235 34.2 162 61 342 158.3404
10 0.047 41.8 300 108 418 248.1702
10 0.1 48.1 560 180 481 324
10 0.2 43.5 752 236 435 278.48
10 0.47 35.3 880 282 353 169.2
10 1 29.8 936 309 298 95.481
10 10 24.4 1000 344 244 11.8336
10 100 23.6 1030 357 236 1.27449
12 0.01 33.8 103 34.1 405.6 116.281
12 0.0235 40.9 190 72.4 490.8 223.0536
12 0.047 50 352 129 600 354.0638
12 0.1 56.7 640 212 680.4 449.44
12 0.2 51.8 896 281 621.6 394.805
12 0.47 41.9 1040 334 502.8 237.3532
12 1 35.3 1110 365 423.6 133.225
12 10 29.5 1200 410 354 16.81
12 100 28.6 1230 423 343.2 1.78929
14 0.01 39.2 119 39.5 548.8 156.025
14 0.0235 47.8 220 84.1 669.2 300.9706
14 0.047 57.6 404 148 806.4 466.0426
14 0.1 66.2 752 247 926.8 610.09
14 0.2 61.2 1040 326 856.8 531.38
14 0.47 48.8 1220 388 683.2 320.3064
14 1 41.3 1300 427 578.2 182.329
14 10 34.9 1420 481 488.6 23.1361
14 100 33.5 1440 493 469 2.43049


  波形
すべて載せると記事が長くなりすぎるので、12V時の10kΩ, 100kΩ, 1MΩ, 10MΩ, 100MΩのときの波形を貼っておきます。
100kΩ以下ではかなり歪んでいます。それ以上でも正弦波って感じではないですけど。

10kΩ↓
1_10k

100kΩ↓
4_100k


1MΩ↓
7_1M


10MΩ↓
8_10M


100MΩ↓
9_100M


以上、冷陰極管インバータの特性測定でした。

2022年の秋月彼岸花

彼岸花記事を書くの久しぶりかもしれません。

2016年(8年前)、秋月電子通商に突如として売り出された彼岸花の球根
電子部品屋が植物を売ってるということで電子工作界隈がざわめいていました。

?????????
DSC_0217
※今は売っていません

もちろん自分も購入し、庭に植えてみました。なんだかんだ毎年咲いております。
2016年の開花時はこんな感じ。2個植えましたが一輪だけ咲きました。
DSC_0377

ちなみに2017年も同じ感じだったみたいです。

それからというもの勝手にどんどん数が増えて...




で、今年も咲きました。

IMG_20220925_103856

_人人人人人人人_
>めっちゃ増えた<
 ̄Y^Y^Y^Y^Y ̄

数えたら40本くらいあった気がします

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IMG_20220924_173846
IMG_20220924_173842
IMG_20220926_063935

きれいですね~~~~~~~~


リコリコ見てて最終回あたりで満開だったのでなんかいい感じの気分に浸れました
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9月後半あたりの1週間ほどで見頃は終わってしまうのですが、
少しすると葉っぱがめっちゃ生えます。これもとてもきれいで面白いです。
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これなんかいつも草生えちゃうんだよな
草だけに


今年はこんな感じでした 以上です

4端子対法ケルビンクリッププローブを作った

LCRメータを入手し、同時に日置 9262を購入しましたが、端子形状的に測定できる部品に制約があります。こんなやつ↓
IMG_20221113_171722
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様々な部品に対応できるものとして、みのむしクリップなどで試料と接続するテストリードがあります。端子を自由に持っていけるので色々測れるってわけです。
NFやHIOKIなどから市販されているようですが、ちょいと高すぎです
 テストフィクスチャ・テストリード エヌエフ回路設計ブロック
HIOKI Online Store / 4端子プローブ L2000


というわけで、4端子対法ケルビンクリッププローブ(テストリード)を自作することにしました。

インピーダンスを正確に測りたい!(特に低インピ)ということで、製品を参考に、「ケルビンクリップ」と「4端子対法」を取り入れて制作します。



  ケルビンクリップ
インピーダンス測定機器では精度よく測定するためによく4端子法が用いられています。
4端子法接続(ケルビン接続)ができるように工夫された接続端子として、ケルビンクリップというものがあります。
参考:ケルビンクリップ - エヌエフ回路設計ブロック
普通のみのむしクリップを使ってしまうと2端子法になって接触抵抗やクリップ自体の抵抗が問題となってしまいます。一方ケルビンクリップは同じような使い勝手で4端子法接続ができて便利かつ高精度にできます。今回はこのケルビンクリップを使用します。



  4端子対法
4端子法をさらに改良した4端子対法というものがあります。4端子法ではありません、4端子"対"法です。
詳細はNFの記事の4端子対法 - エヌエフ回路設計ブロックに書いてあります。

一応ここにも書いておくと、
通常の4端子法では、LCRメータから試料までの区間で測定電流による電磁誘導で電圧線に起電力が生じ、それが測定誤差となってしまいます。
4端子"対"法では同軸ケーブル等を用い、内部導体に測定電流、外部導体に測定電流と逆のリターン電流を流して磁束を打ち消し、電磁誘導を低減します。
ついでに外部導体でシールドされるので静電シールドとしても効果があります。
このようにして測定誤差を低減できる優れた方式です。
・なお抵抗計のような直流測定では電磁誘導は起こらないのでただの4端子法でも問題ありません。LCRメータでは交流で測定するため問題となります。
・4端子対法はLCRメータ側が対応している(リターン電流を流せる)必要があります

NFの記事の4端子対法の図では、測定対象もまるごとリターン電流線で覆われていますが、現実には不可能です。
実際にはNF 2325ALのようにケーブルの途中までを4端子対法接続とし、そこで外部導体同士を接続します。そしてその先の短い区間のみ4端子法(+シールド=疑似5端子法)としていることが多いようです。この区間の誤差は許容ということでしょう。

今回作るものも同様な設計としました。



  制作と完成
制作も何も同軸ケーブルとケルビンクリップを適当に組み合わせただけなんですけどめんどくさかった。
完成形はこんな感じとなりました。(要するにどんな感じで作ったか写真で判断して(めんどくさがり))
IMG_20221113_201352


・同軸ケーブル部
1.5D-2Vの同軸ケーブル(測定器によって推奨があるかも)とBNCコネクタをつなげてケーブルを作り、それを4本分捩ってまとめています。LCRメータの説明書にフェライトコアつけたほうが良いみたいに書いてあったのでつけておきました。
この部分はLCRメータのケーブル長補正的に1mで作っておきました。これくらいあれば使い勝手も悪くないでしょう。
IMG_20221113_202033
NF 2325ALのような製品ではさらにこの上にシールドしてる気がします...してんのかな?ですが今回それは難しいので省略しました。

・中間ボックス
写真右がLCRメータ側から来た同軸ケーブルで、左が試料側です。
この箱で同軸ケーブルの外部導体同士を接続しており、ここまでを4端子対法としています。
これより試料側では4端子法となりますが、シールドケーブルを使って静電シールドができるように接続しています。
この箱自体もシールドボックスとなるようにアルマイトを削ったりして接触させてますがそもそも隙間のある箱だし意味あるんかな?
IMG_20221001_135349

・クリップ部
中間ボックスからのケーブルの長さはあんまり長くしすぎても誤差が大きくなるし短くても使いにくいしで結局適当(8cmくらい?)です。
ケルビンクリップは秋月に売ってるやつを使ったのですが、なんかクリップの作りが微妙でケーブルとの接続が変なんなってしまいました。熱収縮チューブを使ってそれっぽく処理しておきましたなんか微妙。まぁええわ。実は最初は少し違う形で作ったのですが断線してしまい、この形になっています。
IMG_20221113_201808


市販が高いんで作ったものの、結局なんだかんだで5k近くしちゃいました。主にケルビンクリップが高い。



  実際に使ってみる
さてオイルコンデンサを測ってみました。
こんな感じで大きな部品でも測ることができます。
IMG_20221113_184958

同軸ケーブル部分を動かしても測定値に影響は殆どないように見えます。中間ボックスから先を動かすと少し値が変化しますが、それを考えておけば問題ないレベルです。
あとちゃんと4端子接続なので接触抵抗の影響が無くていい感じです!

日置 9262使用時と比較してみましたが、ほとんど数値が変わらなかったのでうまく作れてるんじゃないでしょうか~



というわけでLCRメータ用に4端子対法ケルビンクリッププローブを作ってみました。
こちらにもメリットデメリットがあるので、冒頭の直結型フィクスチャと使い分けて適切な測定ができるようにしたいと思います。
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