大電流源

質問

蒸着源の電源となる電流源を探しています。
どのようなメーカーをあたれば良いのか教えてください。

仕様ですが、最大電流が60 A程度のものを探しています。
トランスと可変電源を組み合わせて、自作するしかないのでしょうか。

回答No.9

tance · ベストアンサー

tanceです。

トランスの容量はそのトランスから得られる最大の電力を表しています。
（厳密には電力ではなくボルトアンペアですが、負荷がヒータなので
ほとんど電力と言っても差し支えありません）

100V：10V のトランスの１次側に100Vを加えると、２次側に10Vが出ます。
負荷をつながない状態では電流は流れません。（１次側にはわずかに流れ
ます）負荷をつなぐと負荷の抵抗に反比例した電流が流れます。

もし、トランスが10V, 1kVAだとすると２次側の電流は 1k / 10V = 100A
までは流せます。これ以上重い負荷をつなぐと電圧が落ちたり、煙が
出たり消防車が来たり・・・
流れる電流は負荷次第ということです。

なお、トランスの効率は非常に良いので、１次側でもほぼ1kVAを喰い
ます。つまり、１次電流は　1kVA / 100V = 10A が流れます。

念のため、１次側というのは電源側のことで、２次側というのは負荷
側のことです。

お礼

丁寧な御回答ありがとうございます。

大変わかりやすく、勉強になりました。
自作の方向になりそうです。そこで質問があります。
スライダックとトランスを組み合わせたら、電流制御可能な電源になりえますか。

よろしくお願いします。

補足

スライダックだと、商品名だったような気がしますので、電圧調整器に
訂正いたします。

回答No.11

tance

tanceです。

大きくて重いことをいとわなければ問題ないと思いますよ。
電圧を徐々に上げれば突入電流もなくなりますし。
ON/OFFも特別大電流のスイッチを設けなくて済むし。

良いことも多いですね。

ストップウォッチで管理できるくらいのスピードなら大丈夫
だと思います。

お礼

御回答ありがとうございます。

いろいろと不安を取り除くことができました。
自作しようと思います。

ありがとうございました。

回答No.10

tance

tanceです。

＞スライダックとトランスを組み合わせたら、電流制御可能な電源になり
えますか。

なります。連続可変する必要はあまりないように思うのですが、どう
なんでしょうか。蒸着速度の制御なのであれば何段階かの電圧可変で
良いと思います。トランスの２次電圧にタップがあればその切り替えで
済むという意味です。（タップとはいくつかの異なる電圧が出ている
巻き線のこと）１次側に±10%、２次側に±5%くらいの電圧のタップが
あると組み合わせでいろいろの電圧が出せます。

お礼

御回答ありがとうございます。

材料ごとに電流を変えたりする予定ですので、自由に制御できるほうが
便利かなと単純に考えたのですが、あまり一般的ではないのでしょうか。

回答No.8

tance

tanceです。

スミマセン、さきほどのURLのものはトランスではなかったみたいです。

いわゆるリーケージトランスのようなものかと思ったのですが、そうでは
なく、立派な「電源装置」のようでした。（高そう！）

具体的な例がなくて恐縮ですが、10V 100Aの普通のトランスを探すのが
良いと思います。何か良さそうなものが見つかったら再度回答します。

お礼

御回答ありがとうございました。

トランスの仕様の見方がいまひとつわかりません。
容量と出力電流の関係はどうなっているのですか。

例えば、容量が1 kVAのトランスに100 Vの入力を印加したら、
10 Aの電流が流れるというように解釈すればよいのでしょうか。

よろしくお願いします。

回答No.7

tance

tanceです。

単なるトランスでも良いかと思います。

http://www.tokyo-seiden.co.jp/product/ccftrecord.htm
の
CCFT1-1K
なんかどうでしょうか。電圧可変でなくてよければこれで十分です。

配線は太くて大変ですよ。銅バーなどもご検討ください。

回答No.6

tamaiso

どの程度の電圧で６０A必要なのかわかりませんが

アーク溶接機などは如何ですか？
定電流だし　電流容量も問題ないのでは？
直流が必要なら　ブリッジで整流してね！

中古などがヤフオク等でたくさん出ていますよ

回答No.5

tance

tanceです。

抵抗加熱ですか。電流源というのでてっきりプラズマかと思ってしまい
ました。そうすると、定電流源ではなくても良いわけですね。

だったらNo.2 Foobarさんのおっしゃるメーカあたりで探すのが良いと
思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。

混乱させてしまい申し訳ありませんでした。
No.2 Foobarさんのおっしゃるようなメーカをあたってみます。
ありがとうございました。

回答No.4

tetsumyi

直流になりますが、バッテリーではどうでしょうか？
１２V－２０AHで短時間であれば２００A程度を平気で流すことができます。
繰り返して使用する場合はディープサイクルバッテリーを使ってください。

回答No.3

tance

tanceです。

シリーズレギュレータでもスイッチングでも同じですが、出力に入って
いるコンデンサを外せば相当改善されます。もちろんケーブルの容量も
問題になることがあります。

つまり、負荷の状態（放電状態）が変わったときに電圧が急変する訳
ですが、静電容量が並列に入っていると、電圧の急変は大電流が流れる
ことを意味するので、この大電流でプラズマにエネルギーが送り込まれ
火の玉（アーク）が発生してしまうのです。おそらく電極とか炉材が
蒸着されてしまうでしょう。

しかし、実際には電源の出力のコンデンサをはずすと発振したり不安定
になったりで使えなくなるものがほとんどです。スイッチング電源では
出力にコンデンサがないということは考えられません。

やはり、抵抗かチョークコイルが間違いない方法です。でも何しろ
電流が大きいので発熱も大変です。アーク状態では炉内抵抗はほぼ０Ω
ですがそのときに流れる電流を100Aに制限しようとするとしましょう。
通常の電極の電圧を仮に60Vとすると、外部につける抵抗は1.5Ωと
なります。この抵抗はアーク時には15kWの発熱をします。

やはりチョークコイルが現実的のような気がします。もちろん60Aで
飽和せず、十分なインダクタンスを持ったものが必要です。炉の調査が
大事だと言ったのは、どのくらいの応答速度があれば問題が起きないかを
調査してインダクタンスを決める必要があるからです。

補足

御回答ありがとうございます。

こちらの理解不足により大電流源と明記してしまいましたが、
具体的に申し上げますと、抵抗加熱するための交流10V　100A程度の電源を探しています。
よろしくお願い致します。

回答No.2

foobar

とりあえず、60Aが取れる電源（定電流モードあり）なら、高砂や菊水から（小型軽量な）スイッチング電源装置が販売されています。
このあたりの電源機器メーカなら、通常のシリーズレギュレータ方式（定電流モードあり）の電源も出ていたかと思います。（ただ、100A程度の電源でも結構な寸法と重量(100kg超位)だったかと思います。）

これらの電源だと、電流制御状態で電圧リミタ(設定以上の電圧が出ない、その際には電流が低下する）動作が設定できます。

（負荷急変時の応答は、シリーズレギュレータはかなり速かったように思います。スイッチングタイプはそれなりだったような。)

回答No.1

tance

詳しく仕様を検討しないと何とも言えないのですが、普通の定電圧源
である可変電源にも電流リミッタがついていて、リミット値を超えて
流そうとすると、源源は定電流源になるものが多いです。

ただし、蒸着が目的だとすると、いろいろ考慮しなくてはならない事が
あります。普通の定電圧源の電流リミット動作を利用するときに問題に
なるのは瞬間的な負荷変動に対しては定電圧源として働く（ものが多い）
ということです。これは何らかの負荷変動で、アーク放電を起こす
可能性があることになります。

多少のアーク放電が問題にならない用途でしたらこれが一番簡単な
方法です。つまり、電流リミットつきの普通の電圧源を購入すること
です。

もし、放電開始時にアークが飛んだりするのがまずい場合はいろいろ
考慮しなくてはならなくなります。

一つは電源出力に直列に抵抗を入れてアークの電流を抑えることが
考えられます。

二つめは抵抗でなくチョークを入れることです。これは、より高速の
現象にも対応し、ピーク電流を相当低く抑えられます。ただ、注意深く
値を選ばないとノーマルの蒸着時に不安定になることがあります。

三番目はちゃんとした定電流出力の回路を設計して製作することです。

いずれにしても負荷急変（放電開始時など）に対応している電源は
ほとんど見たことがありません。特注が多いのではないでしょうか。

ちなみに、私は過去同様の電源を作ったことがありますが、最初の
現状の調査が結構大変でした。