自作武器を作ろうず

<!-- リトルカブにハイコンプ組んだりペットボトルロケットでロケットランチャー作ったり、Arduinoで赤外線ラジコン作ったり、JavaScriptでしょーもないアプリ作ったり、「レビュー」の名のもとに意味もなく買ってしまったガジェットの自慢する暇な大学生のつれづれなるままなブログです。 -->


秋月に売ってる部品でコッククロフト・ウォルトン回路の作り方

スポンサードなんとか

  以前,こんなん(使い捨てカメラに空中放電させてみた - 自作武器を作ろうず)とか,こういうの(脅威の2万ボルト!!使い捨てカメラに30段のコッククロフト・ウォルトン回路を積んでみた。 - 自作武器を作ろうず)作りましたが,この時使ったコッククロフト・ウォルトン回路の作り方について書きたいと思います。

f:id:teppodone:20170730221547j:plain

  「コッククロフト・ウォルトン回路って何ぞや??」って話はここではしないので,適当にググってください。



材料

汎用整流用ダイオード 1000V1A 1N4007(20本入)
akizukidenshi.com
   耐圧 1[kV] のダイオード
  20[個] 入りで,お値段 100[円] となっております。



セラミックコンデンサ 1000pF1kV±10% B特性 (10個入)
akizukidenshi.com
   耐圧 1[kV] のコンデンサ
こちらは 10[個] 入で,お値段 50[円] 。



片面ガラスコンポジット・ユニバーサル基板 Cタイプ めっき仕上げ (72x47mm) 日本製
akizukidenshi.com
  別にコレじゃなくてもユニバーサル基板だったら何でも良いかと思います。

  ちなみに上記のユニバーサル基板でコッククロフト・ウォルトン回路を作ったのですが,基板一枚あたりコンデンサ40個(4パック)とダイオード40個(2パック)乗りました。



あと必要なのは適当な導線ぐらいです。




回路図

  コッククロフト・ウォルトン回路は,よく下記のような回路図で書かれてることが多いですので,それに従って回路を組めば良いのですが…
f:id:teppodone:20170730140830p:plain


  ちょっとしたコツです。ユニバーサル基板に対して下記のような感じで隙間なく部品を配置していくと,横2×縦5 マスで1段の回路が組め,ユニバーサル基板1枚で20段のコッククロフト・ウォルトン回路(ダイオード40個,コンデンサ40個)が作れます。
f:id:teppodone:20170730221549p:plain
f:id:teppodone:20170730140849j:plain





耐圧

  コッククロフト・ウォルトン回路は,それぞれの段に入力の二倍のピーク電圧がかかる*1ので,今回のコッククロフト・ウォルトン回路だと,入力の交流電圧のピーク電圧 500[V] のものまで使えるということでしょうか。


何倍に昇圧できるのか?

  わかりません。

…というかサイトによって出力電圧の計算方法が「入力電圧×段数」派と「入力電圧×段数×2」派の二種類あるんですよね。
okwave.jp
  僕は今まで僕は何の疑いもなく「入力電圧×段数」を使って,過去の二万ボルトの記事もコレで計算してましたが,今回改めてちゃんと調べてみると「入力電圧×段数×2」を見つけ,??????となっております。

【2017/07/30 22:55 追記】
  先程,ツイッターの方で教えていただいたのですが,どうもこの違いは「基準電圧の違いではないか」との事です。

  どういうこっちゃと思って僕も調べてみたのですが,Wikipedia に書いてました。

理論上はCW回路の段数はいくらでも増やすことができる。出力電圧 Vo はピーク入力電圧 Vp の2倍に段数 N をかけたもので与えられる。あるいは、入力電圧のピークピーク値 Vp-p に段数をかけたものとも言える。

    V₀ = 2NVp = 2NVp-p

段数は出力とグラウンドの間に直列に配置されているコンデンサの数に等しい*2

  ということで,単にピーク入力電圧で取るか,ピークピーク値を使うかの前前前提が違うから混混混乱が発生したという話でした。教えていただき本当にありがとうございます!!!!!(・∀・)

  しかも,上記の計算はあくまで「理論値」で,厳密な値は損失を考慮しなきゃいけません。


  でもまぁ30段組めば,使い捨てカメラにバチバチ言わせるだけの電圧は十分作れますのでご安心を。






日記

  母艦のパソコンの内蔵ハードディスク壊れた…
 アマゾンに発注したけどはよ届かんかね。

*1:「この種の電圧増幅器の最大の利点は、カスケードの各段に加わる電圧が入力電圧ピーク値の2倍に過ぎないことである。」,コッククロフト・ウォルトン回路 - Wikipedia,2017/07/30閲覧

*2:コッククロフト・ウォルトン回路 - Wikipedia,2017/07/30閲覧