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GM管用高圧電源のシミュレーション(1)

2011/06/18

※このシミュレーション、ほんとにお遊びです。実際の回路はかなりの高電圧が発生しますので、シミュレーションの結果を盲信しないようご注意下さい。

地震で原発がトラぶって以来、ガイガーカウンタを自作するという話を、Twitterやブログでよく見かけてます。

少し前の話ですが、巡回コースの千石電商でGM管(CK1026)を発見しました。

衝動的に一個購入。高電圧源もあったみたいだけど、買った時は残念ながら品切れで、結局GM管のみ購入しました。

早速ガイガーカウンタ作ってみようとデータシートを見てみたら、動作電圧は約900V。おお、結構高電圧なんですね。

ところが、電源回路のお手本を探してガイガーカウンタの自作ネタをググって見ると、600V前後で動作するGM管を使ったネタが多く、ちょっと電圧が足りないのです。

うーむと悩んで一週間経つと、千石に電源の在庫が復活していました。

買おうかなと手に取りよくよく見ると、冷陰極管用の電源基板に、倍圧整流を追加した感じです。

なるほどなぁと思いつつ、ふと、出力電圧ってほんとに正しいの?とか、よく考えるとどんな回路なんだ?とか、いろいろと気になり始めてしまいました。

そんな状況を狙ったかのように、今月のトラ技の特集は、シミュレーション。

よし、テキトーだけど、この昇圧回路、LTSpiceでシミュレーションしてみよう。

なお、定数を決める際にシミュレーションを使って試行錯誤していますが、本来は、事前に設計で行うべきです。良くない例として見てください。

あと、すっごく適当にやってるので、おかしいところは、コメントやメールにて突っ込んで下さい。

<調べ物>

まず、基本となる昇圧回路、Twitterでフォローしている方が、お隣の秋月電子でも扱っている、15cm程度の冷陰極管用のインバータらしいとつぶやかれていました。

そこで秋月の通販ページ。その基板の説明ページにある基板のアップ写真を見ると、なんとかトランジスタの刻印が"AFR"と読めます。

http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-04555/

電子部品のマーキング情報を集めたwikiによれば、AFRはROHMの2SD1781K。

http://www21.atwiki.jp/mcmaster/

ROHMのHPを調べると、SPICEモデルまであるじゃないですか。これはラッキー。

http://www.rohm.co.jp/products/discrete/transistor/bipolar/2sd1781k/

いろいろググってるうちに、この電源基板を解析されてる方のブログ記事を発見。回路と、ほとんどの部品の定数を実測されていました。というかすっごい調べてる。シミュレーションしなくていい気がしてきたw

http://www.geocities.jp/snj_rose/inverter.html

ググってるうちに見つけた冷陰極管用インバータのブログの記事によれば、この回路、冷陰極管用の電源としては初期のものとのこと(「1.二次側回路の共振を利用しないコレクター共振型回路(初代1990年頃)」参照)。効率はいいわけではないらしいけど、よく出来た回路ですよね。

http://blog.livedoor.jp/neotesla/

あとは、これに倍圧整流回路で2倍にすれば、いいはず。

以上の情報をLTSpiceに回路を入れて、シミュレーションしてみました。

 

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