코일건 - 가장 심플한 콘덴서 충전방법과 회로(350VDC 이하)

참치(TUNA) 35 Comments 2015-10-22 08:28

 

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부제: 부스트 컨버터 그딴거 필요없다 !

 

 

 

 

부스트 컨버터를 사용하지 않고도 가능하다.

돌돌 감겨진 코일에 강한 전류를 흘려 발생되는 자기장을 이용하여 투사체를 찰지게 쏘는 장치를 코일건이라고하는데, 

대게 300VDC급 내압을 가진 수천, 수만 uF 급 용량을 가진 콘덴서에 전하를 모아뒀다가 SCR 같은 전력소자로 한꺼번에 많은 에너지를 코일에 인가한다.

 

이때 300VDC급 전압원을 어디서 구할것인가?

부스트 컨버터를 사용하면 되지만 더 간단한 방법을 제안하고자 한다.

 

 

 

 

 

 

 

220VAC 상용전원 정류하면 된다 !

상용전원 AC 220V 를 정류하면 실효값에 따라 220V 의 룻트 2배인 DC 311V 를 만들어 낼 수 있다.

콘덴서 충전을 위해 복잡하게 부스트 컨버터를 제작하지 않아도 된다.

 

아래 사진은 급조한 AC 220V 전원을 이용한 콘덴서 충전기이다.

 

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AC 220V 상용전원을 브릿지 다이오드로 전파 정류해서 나오는 DC 311V 를 백열전구를 직렬하여 콘덴서에 물려두었다.

매우 심플한 구성이다.

 

여기서 백열전구를 콘덴서와 직렬로 연결하는 이유는 후략하도록 하겠다.

 

 

 

 

 

 

 

콘덴서 충전기 만들기

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필요한 부품들이다.

 

대지코 케이블, 전구소켓, 백열전구(3 ~ 60W 220V)하고 단자대는 동네 철물점가면 구할 수 있고,

브릿지 다이오드는 내압 400V 이상, 허용전류 1A 이상이면 된다. 구글링하면 구입처 나오니 자세한 설명은 생략한다.

 

 

 

 

1. 회로도

 

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매우 심플하다. D1이 브릿지 다이오드이고, R1이 백열전구 그리고, C1이 충전시킬 콘덴서이다. 

 

방전된 상태에서는 입력저항이 거의 쇼트상태와 같으므로 전류 리밋트 없이 전원을 인가하면 높은 돌입전류로 정류 다이오드가 소손될 수 있다.

이를 방지하게 위해 백열전구를 저항체로 사용하여 돌입전류를 제한하면 초기에 백열전구가 밝게 빛나다가 점점 어두워지면서 충전이 스모쉬하게 되어 문제없다.

 

 

 

 

2. 브릿지 다이오드 극성 구별

 

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물결모양이 교류입력이고 극성 구분 없다. 나머지 양쪽에 극성 적혀있으니 적절히 맞춰 사용하면 된다.

 

 

 

 

3. 콘덴서 극성구별

 

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코일건 프로젝트하는데 보통 절라 큰 커패시터 사용할것이니 단자쪽에 극성이 적혀있으니 확인하면 된다.

없다면 콘덴서 몸에 - - - - - - - 짝대기 있는 부분이 - 극이다.

 

위에 브릿지 다이오드 극성에 맞춰서 연결하되 반드시 중간에 직렬로 백열전구를 연결하자.

 

 

 

 

 

4. 끄적끄적하면 완성

 

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정말 간단한 회로라 조금만 끄적거리면 완성이다.

더 이상의 자세한 설명은 생략한다 !

 

 

 

 

 

 

 

충전 타켓 지정

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오늘의 충전타켓은 각각 6,800uF 400VDC와 16,000uF 60VDC급 콘덴서 충전테스트를 해볼것이다.

 

가령 전압원이 DC 300V 인데 60V 콘덴서 충전할때 물통에 물을 들이부워도 넘치지 않을만큼만 부워주면 되듯, 콘덴서도 내압을 넘기전에 전원을 끊어버리면 된다.

백열전구가 전류를 리밋트해주기때문에 충전은 스모쉬하게 들어간다.

 

 

 

 

 

충전 테스트 사진

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충전중일때 백열전구가 밝게 빛나다가 점점 어두워진다.

 

 

 

 

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빛이 거의 사라졌을때 전압을 찍어보면 다이오드 손실(드랍 전압)와 백열전구 저항손실 빼면 DC 305V 정도 충전된다.

AC 220V 를 정류해서 내압이 300V 이하인 콘덴서 충전하기엔 제격이다.

 

 

 

 

 

충전 테스트 동영상을 확인해보자

1. 6800uF 400VDC 콘덴서 충전 테스트

 

 

동영상에서는 불 필요한 구간을 잘라냈다.

실제 305VDC 까지 도달하는데 걸리는 시간은 30초정도 된다. 충분히 참아줄시간이다.

 

길게 느껴진다면 백열전구를 하나 더 병렬추가하면 된다. 백열전구(저항)끼리 병렬해주면 저항값이 낮아져 더 빨리 충전된다.

회로로 표현하자면 다음과 같다.

 

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2. 16,000uF 60VDC 충전 테스트

 

 

이번에는 콘덴서 용량이 더 커졌고 내압은 낮아졌다. 전압원보다 무려 5배나 작은 내압을 가졌는데도 충전이 된다.

동영상을 보면 탁 소리가 들리고 전구빛이 사라지면서 충전이 중단된다. 이때 전압을 확인하면 60V 를 넘지 않는다.

 

충전이 백열전구의 저항에 의해 스모쉬하게 들어간다는것이다. 즉, 콘덴서 충전을 내압을 넘기전에만 충전을 중단하면 된다.

 

더이상의자세한설명은생략한다.jpg

 

 

 

 

 

 

방전은 안전하게

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무식하게 쇼트 시키면 인생 종치는수가 있다.

백열전구나 적절한 부하로 안전하게 방전시키도록 하자.

 

 

 

 

 

 


 

 

참조

 

 

 

 

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