飽和したっぽい
昨日に続いてフェライトコアの話。スイッチングトランジスタを互換品に交換したところ、新しいほうのhfeが高めだったからかコレクタ電流が増えた。増えただけなら良い？のだけど、波形を見るとコアが磁気的に飽和したっぽい波形になっているのが気になる。
この手の教育を受けたわけでもなく、この手の研究とか仕事を続けてきた訳でもない。見よう見まねでやっているから自分の見解に対して自分でも甚だ不安や疑問が有る(笑)。まあやってみよう、と言うことでギャップを増やしてみた。
1次巻線に限定すれば、ギャップ0mmで500uHくらい、ギャップ0.6mmで純正相当の245uHくらいだった。これを1.0mm近くまで拡大して205uH辺りにしたのが2枚目の画像。何となく普通というか教科書的なRCC方式の波形に見えてきた。まあ良いんじゃなかろうか。ハハハ。
今日は朝夕ともちゃしろの散歩をしたので、夜に成って風呂の前にエアロバイクを漕いでおいた。全然キツイ練習は出来てないけど宮島は何とか完走出来るかな？と言う気がしてきた。それまでに怪我とか故障をしなければ、だけど。
バイク 12km
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コメント
多少この手をかじったことがあるので経験談を。
回路的にはTRはSW動作しているだけなのでHFEは飽和にほとんど関与しません。ドライブが楽になりますが。それよりTRのVsatの方が効きます。
電圧EをインダクタンスLに印可するとコイル電流IはI=E*T/Lとなり時間とともにリニアに上昇します。波形の下側がそれですね。このときLが磁気飽和を起こすとインダクタンスが消え回路網の抵抗RとEだけで決まる電流が流れます。上側のコイル電流の端が少し持ち上がっているのがその兆候でしょう。
飽和はコアの最大磁束密度で決まるので、飽和を避けるにはインダクタンスLを大きくするか、Eを下げるしかありません。ギャップは飽和させにくくしますが、最大磁束を超えられないのでロスが増えるだけです。インダクタンスはDC電流に強く依存するので動作時（DC重畳）のインダクタンスで測定しないと正しい比較ができません。結論になっていませんが、CDIとしての出力に余裕があるならLを増して飽和を防ぐ、出力が不足なら磁束を増すしかないのでコア材を再検討することになると思います。
投稿: JA2HVW | 2016年6月 3日 (金) 22時46分
なるほど、Vcesatが支配的ですか。これはノーチェックでしたが新しいTRなので低そうです。
基本は修理なのでコアは寸法的に大型化する事は難しく、電圧は車両の14V前後を素直に使いたい。そうなるとあとは材質をいくつか試すくらいでしょうか。ターン数を増やすのはこの週末にでも試してみます。これをやるとスイッチング周波数が低下するのかな？。コイル関係はパラメータが沢山あって訳が解らんです。
投稿: みつやす | 2016年6月 3日 (金) 23時11分
コアの一部に磁束が集中すると部分的に飽和が起こるのでコアのセンターだけにギャップを設けるのでなく、削らないコア全体にスペーサーを挟むのも効果があるかも知れません。実験してないので定かでありませんが。フェライトは元々磁区を小さくするのが目的で全体の導電性は関係しません。割れたコアを接着剤で固めてもオリジナルの特性と遜色ない性能が出ると思います。これが一番簡単かな。
投稿: JA2HVW | 2016年6月 3日 (金) 23時46分
割れたコアを瞬間で固めたヤツは割れてない正常品のコアと同じ特性でした。ただ接着修理では振動下の使用に不安が残るのと、ゼロから作れると最悪はジャンクのケースだけをe-bayで買ってきても修理できる訳でして。
投稿: みつやす | 2016年6月 4日 (土) 08時38分
狙いはそこにあったんですね。進捗を楽しみにしています。上手く行きますように。
投稿: JA2HVW | 2016年6月 4日 (土) 12時36分