Sunday Engineer: 4月 2025

人生にしびれるような刺激が欲しくなったのでコッククロフト・ウォルトン回路を試してみる。

人生にしびれるような刺激が欲しくなったのでコッククロフト・ウォルトン回路を試してみる。ダイオードとコンデンサと交流電源だけの簡単な回路で高電圧を生成することができるらしい。
ダイオードはうちに腐るほどある1N4148を使う。コンデンサはなけなしの4.7uF(1608)を使う。
まずはシミュレーションしてみる。copilotによると1N4148は
.model D1N4148 D (IS=2.52E-9 N=1.752 RS=0.568 CJO=2.9E-12 VJ=0.7 M=0.5)
らしい、、、諸説あるかも；
まずはダイオードの特性を見てみる。
1n4148_test.cir



* 1n4148_test.cir
.title 1n4148_test
.model D1N4148 D (IS=2.52E-9 N=1.752 RS=0.568 CJO=2.9E-12 VJ=0.7 M=0.5)
 
V1 N001 0 DC 0
R1 N001 N002 1000
D1 N002 0 D1N4148
 
.control
dc V1 -5 5 0.01
plot (v(N001)-v(N002))/1000 vs v(N002) 
.endc

でngspiceを起動して、
source 1n4148_test.cir

とりあえず、ダイオードである；
で、回路を作って、、、こんなかんじ、
ccw_1.subckt



* ccw single stage
.subckt ccw_1 p1 p2 p3 p4
.model D1N4148 D (IS=2.52E-9 N=1.752 RS=0.568 CJO=2.9E-12 VJ=0.7 M=0.5)
 
C1 p1 p3 4.7e-6
C2 p2 p4 4.7e-6
D1 p2 p3 D1N4148
D3 p3 p4 D1N4148
 
.ends ccw_1

ccw1.cir



* ccw1.cir
.title ccw1
.include "ccw_1.subckt"
 
V01 N001 0 PULSE ( 0 3 0 0 0 10us 20us)
X01 N001 0 N003 N004 ccw_1
X02 N003 N004 N005 N006 ccw_1
X03 N005 N006 N007 N008 ccw_1
X04 N007 N008 N009 N010 ccw_1
 
C98 N009 0 1e-15
C99 N010 0 100e-6
 
.control
tran 1us 1000ms
plot v(N010) v(N001)
.endc

サブサーキット1回路当たりダイオード2個なので、回路全体としてダイオード8個(4段型コッククロフト・ウォルトン回路)で、3V, 50kHzのパルスを入力するってこと。で、こうなる。

理論的な説明は(いつも通り)ほかのサイトに任せることとして、つくってみるヽ(‘ ∇‘ )ノ
久しぶりにユニバーサル基板に実装するってことでこんな感じでって計画

で、作ったのがこれ

で、裏はこんな感じ

チップコンデンサメーカーが見たら「やめーいヽ(`Д´)ﾉ」って言いそう
で、実際に動かしてみる

1s後に6.64V...やっぱりシミュレーション通りではない、、、が、昇圧はしている。しばらくすると8.7Vくらいで安定する。1N4148は順方向電圧1V@10mAなので、そのまま考えると、8Vまで昇圧するはずなんだけど、電流をひっぱってないので順方向電圧がちょっと下がるので、最終的には8Vより高くなるのかなって勝手に思う、、、昇圧時間は、、、FGがそんなに低インピーダンスじゃないってのとコンデンサの漏れ電流とかかな、、、この辺の考察はほかのサイトがやってるやろ(｀▽´)
簡単な回路で昇圧できるこの回路だけど、人生をしびれさせる電圧に達するには数十個レベルのダイオードが必要orzそんなに簡単にしびれるような回路は作れない( ;ㅿ; )

実験用のNFCアンテナを作ってみる。のちのちPCB内層を利用することを考えて平面で。
アンテナを小さい長方形にしてみる。

実験用のNFCアンテナを作ってみる。のちのちPCB内層を利用することを考えて平面で。
アンテナを小さい長方形にしてみる。ちょっとくどいけど、実際こういう実装になることってあると思うのでやっておく。
作ったのがこちら。内寸16mm×5mm。長方形というか長円になっちゃった。