高周波炉の実験
１． 電源トランスの作成：
高周波炉は前から作りたいと思っていたが、大きな電源が無いので頓挫していた。（スライダックで ３～５Ａ程度） そこで、壊れていた２０年前の電子レンジ（消費電力：１３１０Ｗ、 マグネトロン出力：７３０Ｗ）があったので、そのトランスを取り出して改造した。（そのまま取り出したが、もし電源を入れていたなら 感電防止のため電源コンデンサーをドライバー等でショートする。）
まず、高電圧の巻き線（２０００Ｖ、線の細い方）を、そのまま側面から金引き鋸で切断する。 ドライバーとハンマーで中に詰まっている巻き線を叩き出し、引き抜く。 穴のライニングを残して、さらに内側の角部に絶縁テープを貼る。 鋸引きの際、金属部が露出した面には、高周波ワニス等を塗っておく。
次に、φ２ｍｍのＰＥＷ線を 各１．５ｍ程度に切り、内側からきつく巻いていく。（テープで覆ったマイナスドライバーでテコで押し当てる） 次の１．５ｍの線を 端部をはんだ付けして 端子を出し、さらに巻いていく。 ５回繰り返し、全部で ３０Ｔ（ターン）になるように巻き線する。（かなり一杯に詰め込む）
（巻き線ごとのＡＣ電圧（測定値）と ×√２ のＤＣＶ（計算値））
６．５Ｔ ・・・ ５．９Ｖ（ＡＣ） ８．３Ｖ（ＤＣ）、 １３Ｔ ・・・ １１．６Ｖ（ＡＣ） １６．４Ｖ（ＤＣ）、 １９Ｔ ・・・ １７Ｖ（ＡＣ） ２４Ｖ（ＤＣ）、 ２６．５Ｔ ・・・ ２２．８Ｖ（ＡＣ） ３２．２Ｖ（ＤＣ）、 ３０Ｔ ・・・ ２６Ｖ（ＡＣ） ３６．８Ｖ（ＤＣ）
因みに、２．（１） 機の 無負荷時の電圧・電流は、 １９Ｔ ・・・ ２２．４Ｖ（ＤＣ） １．５Ａ、 ３０Ｔ ・・・ ３３．６Ｖ（ＤＣ） ３Ａ 程度となり、誘導コイル等の自己発熱で、１００Ｗ程度 自然消費している。 また、 ２．（２） 機の 実験より、 最大電流は３０Ａ程度は出て、この時電圧降下して２３Ｖ程度になることを確認した。（＝ ｍａｘ７００Ｗくらい）
＊ また、ＡＣ１００Ｖ入力側に ノイズフィルターを追加で付けた。
（参考） ・ 電線の許容量： φ２ｍｍ単線：３５Ａ、 φ１．２：１９Ａ、 φ１．６：２７Ａ、 ２．０ｍｍ2 より線：２７Ａ、 ０．７５ｍｍ2：１２Ａ、 １．２５ｍｍ2：１９Ａ
＊ 別のやり方として、下の側面にある溶接部は浅く、グラインダーで削り取ることができ、Ｉ 型と Ｅ型の ２つのコアに分かれるので、巻き線が容易になる。
＊＊ 高周波炉の電源のほかに、巻き線の本数を増やして 太い４～５Ｔ にして、スポット溶接機（出力３～４Ｖ）を作ることができる。
２． （１） ＺＶＳ自励発振高周波電源の作成：
回路は、 ４３．高電圧発生回路（４）（＝ＺＶＳ（Zero Voltage Switching）ドライバ）とほぼ同じである。 誘導加熱コイルはとりあえず φ２ｍｍの錫めっき線を３０ｍｍの丸棒に巻いて、 １０Ｔ（内径３２ｍｍ）の単巻きコイルとした。 Ｌ（インダクタンス）の実測値は ２．２μＨで、 同調コンデンサーの ＭＫＰ（金属化ポリプロピレン）コンデンサーは、当初 ０．３３μＦ ×３個並列して １μＦ より、発振周波数は 約１０７ｋＨｚ。 これは、電磁調理器の周波数のやや高めの値となる。
加熱テストでは、
φ４ｍｍドリル： 約５秒で赤熱、ｍａｘ３１Ｖ・５Ａ ≒ １５５ － １００（無負荷時の損失） ＝ ５５Ｗ
φ６ｍｍレンチ： 約７秒で赤熱、ｍａｘ２９．２Ｖ・１１Ａ ≒ ３２１ － １００ ＝ ２２０Ｗ
この程度のパワーでは、ＦＥＴ（ＩＲＦＰ２６０Ｍ、２００Ｖ・５０Ａ）の発熱は少なかった。（ファンは必要ないレベル） また、周波数が低いので 電磁波の放射はほとんど無かった。
ただし、水冷コイルではないので、ワークがコイルに接触すると コイルが赤熱してくっついて、へたってしまった。
＊ ＩＨ （Induction Heating、電磁誘導加熱）調理器 は、表皮効果のあるリッツ線を渦巻き型に巻いたコイルを用い、３０ｋＨｚ～１００ｋＨｚ程度で、小型の家庭向けでは 鉄、磁性ステンレスなどの磁性体のみを加熱する。（厚めの鉄なべを用いる） 外国では、このＺＶＳ方式がよく用いられている。 日本では、ＩＧＢＴによる、ハーフブリッジ、フルブリッジ回路が用いられ、低めの周波数（３０ｋＨｚ）である。業務用などでは、オールメタル対応として、３倍周波数（逓倍共振）で１００ｋＨｚ程度にしている。
（２） 水冷コイルの接続：
φ５ｍｍの銅パイプ（１ｍ）を、まず 端だけ残して 全体を赤熱程度にバーナーで熱してアニールしておく。 柔らかくなったところで、３０ｍｍ丸棒に巻いていく。（巻き終ると加工硬化して 硬くなる。 酸で洗い スケールを落としておく。）
内径３２ｍｍ、巻き数 ８Ｔ で、Ｌ（測定）は １．２μＨ、 コンデンサーを増やして6個並列にし（２μＦ）、 発振周波数は 約１０２ｋＨｚと、（１）と だいたい同じになった。
これに水を通して 自己発熱とワークからの傍熱による溶融を防ぐ。 冷却水は異径のシリコンゴム管をタケノコでつなぎ、バスポンプ（モノタロウ、１１Ｖ仕様）を５Ｖ電源で駆動した。ポンプのみの状態で水に浸してスイッチを入れ、それから管につなげ、ポンプ内に気泡が無いようにして、水が管の中を十分流れるようにしておく。
テスト結果は、 無負荷時に ５Ａが流れ、 ６ｍｍレンチの加熱中に ｍａｘ２５Ｖ・２０Ａ を経て、 赤熱後は ３０Ｖ・１０Ａ程度に落ち着いた。
ＦＥＴ、整流ブリッジの発熱は少しあり、そろそろファンを回しても良いかなという程度。 ただし、電源側の４個のトロイダルコイル（各９Ａ）が発熱して限界で、もっと大きいものに交換する必要がある。
＊ 鉄などの磁性体のみ発熱し、銀、銅、アルミなどの非磁性体は少ししか温まらなかった。金属は渦電流損を起こすための抵抗が低く（Ｉ2Ｒ）、磁気ヒステリシス損でのみ発熱するため。（純鉄のキュリー温度は 約７７０℃） 非磁性体の加熱・溶解には、また鉄の赤熱温度よりも上げるためには、 抵抗の大きな グラファイト（黒鉛）るつぼ に入れて間接的に加熱するのが一般的である。 あるいは、もっと高周波にして渦電流損を増やす。 ただし、高パワー（１ｋＷ以上）で高周波（数ＭＨｚ）にするのは、簡単に手に入る素子がないので難しい。コンデンサーも高周波用となり、電磁波のシールドも必要になる。
・ トロイダルコイルを２０Ａのものに交換するとコイルの発熱は収まった。 φ３０ｍｍのグラファイト（黒鉛）るつぼ（大きすぎ？）は、３分の１入れても、２－３分間連続して２０Ａ以上が流れ、底が赤熱して中のアルミが溶けかけたとき、５０Ａ定格のはずの整流ブリッジ（中国製）が煙を出して壊れた。（ＦＥＴは発熱し ファンが必須となり、電源トランスも温まる） また、無負荷状態でしばらく置くと、周波数が高いためか、コンデンサーが発熱した。
（３） 電源と ゲート電圧の調整：
整流ブリッジは、１ｋＶ３５Ａのものを ２個並列に接続して、電源を増強した。 また、電源電圧が高い（３３～３６Ｖ以上）と １２Ｖ１Ｗのツェナーダイオードを壊し、ＦＥＴも瞬時にパンクするので、ゲート電源側に ２０Ｖ１Ａレギュレーター（ＴＡ７８２０Ｓ、Ｖｉｎ～４０Ｖ）を入れて、過大電圧がかからないようにした。
グラファイトるつぼ（黒鉛るつぼ）は、２０ｍｍφ×２０ｍｍｈの小型のものを用い、渦電流損で十分加熱された。 アルミニウムを溶かして、１５Ａくらいの連続消費。 アルミニウムは反磁性体なので、溶融中は１２Ａ程度に下がる。 銀（融点９６１．８℃、 ５ｇ）も、１４Ａ程度で十分 溶ける。
（連続使用で、周波数が１００ｋＨｚ程度なので、２０Ａ以下でも、ＭＫＰコンデンサーがかなり温まる。 f ＝ ５０ｋＨｚが理想的。）
（回路のまとめ）
（４） ＦＥＴユニットの２段化：
２０Ａ以上にするとＦＥＴに負荷がかかるので、発振ユニットをパラレルの２段にした。 コイルは アニールした銅管（φ５ｍｍ）に エクシルチューブ（φ６ｍｍのガラス繊維）を被せ、φ３５ｍｍの棒に ６Ｔ（ターン）巻き付けて作成した。 Ｌ ＝ １．１μＨ で、ＭＫＰコンデンサーは ０．３３μＦ×10個 ＝ ３．３μＦ より、 周波数は ｆ ＝ ８４ｋＨｚ 程度となった。 実際稼働してみて、コンデンサーの発熱は、１００ｋＨｚの時よりも軽減された。
ゲートスイッチを設けた。 電源を入れてゲートＯＦＦのとき ０Ａ、 ゲートスイッチをＯＮにすると、アイドリング状態となり ６Ａ。 ワークをコイルに入れると、電流値が跳ね上がる。
1段では無理だった φ３０×Ｌ４０ｍｍの黒鉛るつぼを、下１/３だけコイルに入れて加熱すると、アルミニウムを 約２５Ａ で ２－３分ほどで溶解することができた。 そのかわり、トランスと整流器がかなり温まった。 小さなるつぼにすると、容易に高温になり、銀も溶ける （５ｇ、 １５Ａ ×1分）。
３． スイッチング電源による駆動：
φ３０ｍｍ×ｈ４０ｍｍ 程度の大きさの黒鉛るつぼを何度も加熱するには、改造トランスの容量では発熱して限界がある。 そこで、１．２ｋＷ・３６Ｖ出力の やや大型のスイッチング電源（１００Ｖ/２２０Ｖ入力切替え）を購入（アリエク、中国製）して、駆動電源に使用した。
当初、３６Ｖでつなげたが、ＦＥＴが２個 パンクしたので、出力電圧の調整ＶＲを回して ２４Ｖに設定すると、トランスの時のように動作した。（ｍａｘ３４Ａ）
アルミ（２５ｇ）の溶解では、ルツボを下１/３入れて、２５Ａ連続で（電圧は２４Ｖで変わらず、）ＦＥＴ（特に右側（コイル側）のセット）は発熱したが、壊れないで何度も溶解できた。 銀（５ｇ）も、φ２０ｍｍ×ｈ２０ｍｍのるつぼで、簡単に溶融した。
（追記 ２０２２ ７/１６）
この回路構成で、発熱が偏って大きい コイル側のユニットに、 ゲート抵抗： ３Ｗ４７０Ω×２ → ３Ｗ１．４７ｋΩ（１ｋ＋４７０）×２、 ツェナーダイオード： １Ｗ１２Ｖ×２ → １Ｗ６．８Ｖ×２ の変更を施し、パワーのアンバランスはかなり改善した。（ゲート抵抗の寄与が大きい）