へのへのもへじ工作室
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ちょっと細かい電気回路の話です
最近は、パワーパックといえどもパルス幅制御のものが一般化してきたようです。また、電圧制御と違って発熱も少ないので、回路がわかってしまえば放熱板もほとんど不要で、工作も楽になるかもしれません。

ただ、電源のマイナス側をコモンにして、プラス側で電流をコントロールすると、FETの場合ではPチャンネル素子が必要になるかと思います。ここでより一般的な素子(NチャンネルMOS-FET)を使って、回路を組む時の一例をご紹介します。

NチャンネルMOS-FETを電流の流れだし側に使うときは、電源電圧より高い電圧にしないと完全なオン動作にならない場合が多いです。この電源を別に準備すればいいのですが消費電流も少ないので、マイコンやその他の発振回路から、電圧をかさ上げことが可能です。添付回路では、12Vにマイコンの電源電圧約5V分をかさ上げして17V程度の電源とした例です。なお、この17Vではマイコンの出力電流程度しかとれませんので、これで車両を動かすことは困難でしょう。



AUTHOR: にしおか
DATE: 12/11/2011 22:56:50
へのへのもへじさま
詳しい御解説ありがとう御座います
これはC3を逆止弁のようにし発振の波を押し込み電圧を上げていると考えて宜しいのでしょうか
スイッチング電源方式での昇圧(これは未だに原理がよく判ってない)に比べて回路が簡単に見えます。
ラジコンのアンプの基板を分解しみてみますと この昇圧部分がSB430と書いてあるICを中心に構成されており コイルとの相乗効果にて昇圧しているのではないかと予測しております。このICは多分スイッチング電源用のICではないかと思われ・・・
ここまで解析したところで、以前スイッチング電源を勉強しようと買っておいた昇圧電源モジュールがあることを思い出しました。
(写真2)
http://akizukidenshi.com/download/ds/akizuki/AE-ISL97519A.pdf
酷似した回路にも見えます。
このアンプでは多分この回路を用いているのでしょうが、今回はほとんど電流は必要ありませんので へのへのもへじさんの回路で性能的に充分な気がします。

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コメント

この回路でC2とR1の場所関係で逆の方がQ2のスイッチングへの追従性が良くなりそうな気もするのですが、c2がこの場所にあるのは 何故なのでしょうか?
また 判らないことが出てしまいました。思案 思案
[2011/12/12 13:23] URL | にしおか #79D/WHSg [ 編集 ]


考えてみればQ2はグランドに落ちているのでコンデンサと抵抗の位置関係は無関係と いや Q2を高速でスイッチングした場合などは、へのへのもへじさんの回路の方が折角溜め込んだ電気の無駄が少なく正しい回路と納得しました
[2011/12/12 13:54] URL | にしおか #79D/WHSg [ 編集 ]


前回の回路図、C2は電源として電圧を安定させておくためのものです。
Q2でFETを駆動してもちょっと性能が不安だったこと、フォトカプラTLP250の能力が高いことなどからちょっと改良した回路図を書きました。これなら、マイコンとドライブ回路の電源が分離できるので、誤動作の心配も減ると思います。
[2011/12/12 22:10] URL | へのへのもへじ #79D/WHSg [ 編集 ]


へのへのもへじさま、ちょうどこの回路で実験をしようと組み始めていたところでした。
ただ、フォトカプラが大量ですと場所も食いますので 高速動作の必要の無いQ1についてはトランジスタか何かでゲートをドライブしたいと思っております。
結果は後ほど、、、、といいましても今夜はちょっと呑みすぎたのかフォトカプラを一つ壊してしまいました
[2011/12/12 22:41] URL | にしおか #79D/WHSg [ 編集 ]


にしおかさま
ついつい、調子に乗ってしまいました。たしかに、Q1を高速PWMで使うのでなければ始めの回路で十分だと思いますよ。
またこの季節、飲みすぎに注意ですね。私も明日は飲みすぎないようにしないと・・・
[2011/12/12 23:15] URL | へのへのもへじ #79D/WHSg [ 編集 ]


へのへのもへじさん
早速チャージポンプの実験を行いました
実験の結果わかったことは
1.dutyは極限まで100%近くに持っていく(だけど100%はダメ)と効率が良い(つまり、充電時間は早く直列となっての放電は時間がかかる)
2.周波数が低いと効率が落ちる(arduinoの標準PWMだと遅いかも)
3.周波数が遅くなるに従いC3は大きくする必要がある(arduinoの標準PWMでは私の持っている中で最大の4700pFでも小さいくらいか?)
4.C2は大きいと充電時間がかかるが、小さいと放電も早く消費電力との見極めが必要(12V+12V-ダイオードで22V程度までいきましたが、測定機器をつけただけでどんどん電圧が下がっていく)
写真1は ほぼ最高電圧の状態
写真2は C3 4700pF、C2 なし状態の波形
かなり勉強になりました
感謝
[2011/12/14 00:26] URL | にしおか #79D/WHSg [ 編集 ]


にしおかさん
ご指摘いただいた通りですが、C2はもう少し大きい容量にすると電流を増やせると思いますよ、「チャージポンプ」とよぶものの動作のしくみは古井戸からバケツで水をくみ出すようなものでC2はそのバケツに相当するものになります。(すみませんわかりにくい例えで)
[2011/12/14 20:13] URL | へのへのもへじ #79D/WHSg [ 編集 ]


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