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Joule Thiefの検討(9) 2.4V版作成

1.2V版の1WクラスのJoule Thiefが一段落した。
しかし、実際に外で使ってみると物足りない。
Rbを108⇒47Ωに変更してみた。多少は明るくなった。

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勢いで、2.4V(単三2本)版も作ってみた。
だいぶ手馴れてきて、基板もコンパクトに作れた。
コイルを付けてみると、意外に効率が上がらない。
仕方なく、再度選抜を開始した。
結局、下記のコイルに落ち着いた。
Dsc_0579
今回利用したフェライトコアは上の物。
千石で何種類かの容量のコイルを買ってあったが、解体してみると中のコアは同じものだった(太陽誘電)。330μHの物は0.2φの銅線が98回捲いてあった。32回、20回、15回と捲いてみていずれも効率が良かった。15回では8μHの容量になる。今回はこれを利用した。捲き数が少ないと太い銅線を使える。発振周波数は≒100KHz
 Rb=1.43KΩにすると電源電流0.6Aとなり、後述するようにLEDに約1Wの電力を供給できる。
Dsc_0580
基板もコンパクトに作れた。(FETを使えばもっとコンパクトにできそうだが)
周波数が高いので出力側のコンデンサは10μF。
実際に稼働させて効率を測ってみると、なんと84%(SBDの損失0.2Vを加えると92%)と、とても高い効率で変換してくれている。
これを、ケースに収めて完成です。
Dsc_0582_2
上がこれまでの1.2V版。
下が、今回の2.4V版。LEDは集光ミラーの設置が容易なOptoSupply3Wを利用しています。十分に明るいです。
 スイッチに半田でケーブルを付けて直接に基板に電力を供給しています。
100均で買ったままのセットだと電池以後往復12か所の接点があります。電流が大きいので接触抵抗が馬鹿になりません。電池ホルダなど最小限の接点に減らしました。
基板はランプボックスの奥に余裕で押し込んであります。
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2.4V版を1.2V版と比較すると、重くて大きい。
マラソン練習用は1.2V版で決まり。

明るさを測ると2mの距離で
1.2V版:110ルックス
2.4V版:94ルックス
で1.2V版が明るいと表示される。
実際には集光ミラーが2.4V版はスポット的でより明るく感じる。
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1.2Vと2.4V版の2種類を作成してみて面白いことがわかった。
電流の違いか、2.4Vの場合は今回利用したコイルが効率が良かった。1.2Vで駆動すると効率が低下した。
一方、1.2Vで効率が良かった大型のコアでは、2.4Vでは効率の良いコイルを作れなかった。
2.4Vでは電流が少ないので小さなコイルで良くまた、周波数が高い方が良いらしい。周波数特性の良いコイルが有利となったようだ。今回のコアは2MHz辺りまで使えるようだ。
一方、1.2V版では大電流で大きなパルスを発生できるコアが有利なようだ。周波数特性が悪くなるので、発振周波数は上げられない(今回は20KHz)。
巻き数をやたらと増やせないので、透磁率の大きな大型コアが有利となった、ということのようだ。

 ところで、バイファラ捲きというのが推奨されているが、私は電力用のコイルと制御用のコイルを別々に捲いている。特にこのタイプのコアだと、電力用を内側にすると、より太くて短い銅線でコンパクトなコイルを捲けるメリットがある。気分が良い。
制御用のコイルは細い銅線を外側に捲く。若干効率が落ちるがその分1~2回巻き数を増やすかRbを減らせば良い。

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