爆発の原因が判明

図面を修正して、回路もそのとおりに直したのだが、原因がわからなかったので不安が残ったままだった。

それで、確認のためメインブレーカーを投入したところ、また同じ箇所でブリッジダイオードが爆発した。
今度は２度目だったので、あまり動揺はしなかった。

そして壊れた回路を調査していたら、また同じように、ブリッジダイオードのプラス側の配線が吹き飛んでいた。かなりの電流が流れたようだ。

これは、トランスの突入電流だろうか？しかし、ブリッジダイオードは600V1Aのものだし、直流側の抵抗も燃えるはずなのだが、抵抗は前回も今回も無傷。

お茶を飲んでしばらく考える。。。

その後、突入電流の対策として、耐電圧の大きいブリッジダイオードを使おうかと準備していたら、ふと、グランドがおかしいんじゃないかということに気がついた。

改めて回路を見ると、おっ、これはおかしいぞ。


ブリッジダイオードの交流入力側の片方とマイナス出力側とがアースでつながってしまっている。

絵を描いてみた。回路は絵の１番上のようになっている。
交流がプラス側のときは、絵の2番目のようになり、９０ｋオーム負荷抵抗が入っているため、電流は数ミリアンペアとなる。これは正常。

しかし、絵の３番目、交流がマイナス側に入ったときに、異常事態が発生する。
矢印で書いたように、グランドを通じて電流が迂回するため無負荷になってしまう。ショート状態になるためにダイオードならびに、AC100Vコンセントとダイオードの間には、数A～数十Aが流れる。幸い、貧弱な配線と定格が１Aのダイオードだったため、これらがヒューズ代わりとなって、解けて断線し、大きな被害には至らなかったということだった。

原因が完全に分かったため、ダイオードの交流入力側に絶縁トランスを入れた。



これで一安心。

メインのトランスが絶縁型でなく、しかも、数倍の電圧が複数選択できるように、半波整流を選択したために、グランドが共通になり、いろいろな問題を生じさせてしまったようだ。

回路図を修正し、組み立てなおしをおこなった。今回は電圧の調整が簡単になるように精密半固定抵抗を入れた。

検電器

電源回路のアースが、商用100Vのアースと極性が同じかどうかがすごく気になったので、手持ちのネオン管と3Mオームの抵抗で作った。

写真はコンセントに入れて確認しているところ。ネオンがわずかにオレンジ色に光っている。これでHOT側を調べておいてから、電源回路のHOT側とが同じになるようにすれば、グランドが共通になるので、心配した問題は回避される。

電源回路の見直し

回路を大幅に見直して、余計なものは排除した。

・電流と電圧の切り替えにリレーを２個使っていたが、電圧の表示に小数点が不要になったので、6pスイッチで済ませた。
・そもそも、交流電流と交流電圧の測定回路が間違っていたので、それを正しく動作するように修正し、回路の入力ではなく、トランスの２次側出力（整流回路の前）に入れた。
・回路図は実際の組み立てで実際のパーツの配置やコネクタ間の配線がわかりづらかったので、メインの整流回路を別図面にしたほか、パネル面、計装部を分離して表現するようにした。
・±5Vの電源を削除した。

これで、回路はかなりすっきりした。

実際の組み立て方に関しても、予備のスペースが多かったので、少し小さくしたこと。それと、電圧電流計パネルの向きを今までの正面としていたところから左側側面に移した。これは、高圧部分と計装部分の配線が接触していたので、それを避けるため。


以上のことを、一通り終えた。組み上げるところまで組み終わった。あとは調整だが、また次の機会にゆずって、今日は終わり。

爆発（その後）

関係するパーツをひとつひとつチェックした。

当初、リレーが吹っ飛んだと思ったのだが、リレーは問題なかった。

ひどかったのは、配線で、リレーと整流後の分圧抵抗の間をつないだホルマル線の塗り物がすべて蒸発して裸になっていたのと、AC100V側の電圧を取り出すビニル被服線の１本が断線してところどころ内部から線がむき出しになり黒くなっていた。それと、ブリッジダイオードが内部でショート。爆発したように見えたのは、このビニル電線だろうと思う。

原因が良くわからない。片線だけが焼けて、もう片方は損傷が認められないのだ。
電線の耐圧が超えたことはなんとなく想像がつく。電子回路の5Vで使う貧弱な線を商用100Vにつないだのは間違っていた。

トランスは絶縁型じゃないから？
アースがうまくとれていないから？

トランスは、片側だけを昇圧した簡単な構造のものだから、出力側から想定外のサージが入るととたんに入力側にも影響がでる。

しかも、整流回路は半波整流で3倍まで昇圧している。それにACの片側をグランドにしているので、商用100VのグランドとHOTが逆に接続されたなら、ちょっとまずいような気がする。


とりあえず、100V以上の電圧が掛かる箇所については、耐圧600Vの電線に置き換えることにした。

カレントトランス

秋葉に行って交流電流を検出するためのカレントトランスを買ってきた。
ラジオセンター内の東邦無線で1050円だった。




当初、カレントトランスはトロイダルコアにエナメル線を１００回巻いて作ったものを使う予定だった。
電流計の調整中に、自作したカレントトランスの性能を測定してみた。

負荷に１２００Wのヘアドライアーを使って実験してみた。１０A以上は電流が流れるはずなので、１００Ωの抵抗をつけると１０Vぐらいは出るはず。だが、非常に性能が悪く１Vすら出ない。オシロで波形を観測しても非常にノイズが多く、とても使用に耐えない。

トロイダルコアの型番は不明なので、なんともいえないけれど、透磁率が低すぎるのだと思う。巻き数を１０００回ぐらいにすれば性能が上がる気もするけど、ちょっと自作は無理そうに思えた。







買ってきたカレントトランスで同様な実験をおこなった。なんら問題なくしっかりと値が出ている。
WEBカタログに特性がちゃんと出ている。
http://www.u-rd.com/products/CTL-6-S-H_tab1.html#detail_tab
結合係数（K特性）をみると、0.1A～20Aはほぼフラットな特性が出ている。申し分ない。

爆発

先週の日曜日、電圧計の調整をおこなって、ほぼいい感じになったので、ばらしてあったものを組み上げて電源を入れて最終確認をおこなっていた。
それで、メーターのスイッチを切り替えた瞬間、バン！と。

まさか、電圧計の回路で。。。

そのショックで、少し精神的に立ち直れなくて。Blogにも書けず。

原因不明。あまりやりたくないが、詳しい調査は、明日やる予定。

回路図の見直しもやらねば。

Visual C++ 2008 Express Editionでruby1.9.1をコンパイル

今日は、このBlogのテーマとは少し脱線。

仕事でrubyを使ってツールを作っているのだけれど、どうもJava使いの人から不安定だとかいろいろとクレームをいただいている。環境は、Windowsなのでmswin版を使っている。それで、最新のパッチを適用したいのだけれども、mswin版のコンパイル済みが頻繁に更新されていないのだ。ということは、自分でコンパイルするしかないなぁと。

ググッてみたら、意外とコンパイルされている方がいることがわかった。

http://d.hatena.ne.jp/anon_193/20090110/1231556310

http://d.hatena.ne.jp/Kazzz/20090313/p1

ありがたいことに、MSがVisual C++ 2008 Express Edition を無料で提供してくれている。さっそくインストール。

つぎにRubyの1.9.1の最新バージョンをGET。ついでにzlibも。zlibはrubygemsに必要なので。

Rubyのソースを展開して、コンパイル。約30分ほどで終わった。
nmake test を実行すると、いくつかエラーがでているようだったが、最後まで通ったので無視。
nmake install を実行。ライブラリも生成されていく。


約1時間ほどで作業が終わった。

このあとrubygemsをいれて、win32-apiなどをチェックしてみようと思う。