HF-SSTCの製作

今年の4月に発見したHigh Frequency Solid State Tesla Coilをそろそろ作ってみようと思った。

CNC用スピンドルの改造で材料の発注をかけたが、すべて揃うまでに１週間ぐらいかかるだろうから、その空いた時間で少しずつ作ろうということ。こういう、八方美人的な作業は、生まれが双子座の私にはよくあること。

4月に発見した後、半年ぐらいの間に、似たものが２つほどWEB上で新たに見つかった。でも日本人はまだ作っていないのか、ネット公開していないだけなのか、見つからなかった。

今回は、前回のSSTC製作における失敗も生かし、できるだけ基本スペックは同じものを作るようにしようと思う。よって、周波数4MHzで動作するもので、出力段はパワーMOS-FET１石とする。要するに基本的に設計図をそのまま踏襲する。
まったく同じパーツを入手するのは困難なので、それらについては似たようなもので流用することになる。高周波の回路、特にコイルは手巻きだから、ほとんどカットアンドトライになると思われる。これは、仕方ないことというか、ノウハウなのかもしれない。

設計図を簡単に書き上げて、さっそく、信号発信源は、パルスジェネレーターをつかい、手持ち部品で増幅器の1段目を作ってみた。

ここで以前購入した「トロイダル・コア活用百科」が役に立つ。

手製のコイルは、トロイダルコア FB23#61に１：１、10回巻き。

信号を入れるときに気がついたが、この自作SGは最高周波数5MHzなのだが、クロックの関係上、4MHzが出力できなかった。仕方なく5MHzで動かす。画像のLCDには周期が2usecと表示されているが、これは表示のバグで実際には0.2usecである。

オシロスコープ波形の上がSGの出力で、下がコイルの負荷として、MOS-FETに見立てた、3300pFのセラミックコンデンサの波形。

途中にトランジスタのプッシュプルがあるが、ここでは利得が１。かつ、コイルも１：１の巻き数比だから、SGの出力である3.3Vがそのまま出ている。そして正弦波としてコンデンサのところに出ているので、まずます、うまく同調しているようだ。ただし、このまま3.3Vの振幅だと実際のMOS-FETを動作させることができるのか心配。少なくともこの２倍の6Vぐらいまで出ていないと、MOS-FETが完全にOn/Offできないように思う。
なお、SGの出力は、本来矩形波なのだが、負荷とのマッチングが取れていないせいか、立ち上がりが非常に悪く見える。

ここで、いくつかの問題が出てきたので、次回は、これらを解決する必要がある。

1. 4MHzの発信器が必要。
2. MOS-FETが安定動作するように、5V以上の振幅まで増幅させる。