カスタムフライバックトランスでプラズマの限界に挑戦 | Hackaday

Jun 24, 2025

本格的な高電圧プラズマには、本格的なトランスが必要です。Plasma Channelの[Jay Bowles]は、プロジェクトを次のレベルへと引き上げるため、6000:1の強力なフライバックトランスを製作しました。

[ジェイ]はまず、夢のトランスの駆動回路を製作しました。シンプルな555回路と3つのMOSFETを並列に接続し、90Aの電流を流すというものでした。ところが、トランジスタの1つから魔法の煙が噴き出したことで、トランジスタのマッチングが不可欠であるという思いがけない教訓を得ることになりました。2度目の試みでは、555をディスプレイ付きの調整可能なパルスジェネレータモジュールに交換し、出力に40AのMOSFETを1つ搭載しました。

トランスは98×130mmの大型フェライトコアを中心として構成され、一次側には11ターンの巻線が施されています。大変な作業は二次側に集中しており、[Jay]は3つの巻線セクションを直列に接続するためのフォーマーを設計しました。[3D Printing Nerd]の助けを借りて、PLAと樹脂の両方を印刷しましたが、最終的に樹脂の方が絶縁性に優れていると判断し、樹脂を選択しました。

[ジェイ]はドリルで6時間もかけて、エナメル線を4000フィート（約1200メートル）巻き上げました。トランスの初期テストでは、わずか6V、15Wの入力電力で数インチのアーク放電が発生しました。トランスの性能を最大限に発揮させる前に、巻線間のショートを防ぐため、二次側をエポキシ樹脂で封止しました。

残念なことに、ポッティング中に真空チャンバーが十分に空気を除去していなかったため、入力が 11 V を押し上げ始めたときに中間巻線が完全にショートしました。これにより、トランスは美しい銅とエポキシのペーパーウェイトに変わり、Jay は最初からやり直さなければなりませんでした。

次の試みでは、[Jay]はポッティング工程に時間をかけ、出力の電圧リミッターとして機能する鋭利な調整可能な電極を追加しました。その結果、わずか11V、100Wの入力電力で、美しい2.25インチのプラズマアークを実現しました。これにより、電源として580mAhの3セルLiPoバッテリー1本で動作させることができました。

[ジェイ]は、新しい変圧器を使って、将来のプラズマボール、イオンスラスタ、レールガンなどのプロジェクトで使用する予定の材料をテストする予定です。今後の展開に注目です！