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2007年09月13日の記事

2007年9月13日(木) 17:23

5.8Vに

 散々動作を確認しまくった放電回路が即死した最大の理由。それは光ファイバーと両端のアダプターを接着していなかったことだろう。
 動作確認しつつパーツは順次エポキシで固定し絶縁した。だから条件は変わらず、以前動いたものは今回も動くはずだった。そんな中で第一段の送光アダプターは接着を忘れていた。そのため動作確認時と位置がズレて条件が変わってしまった。
 正式な設置位置が厳密に決まるまでは接着出来ない。送光アダプターは最も最後まで位置が確定せず最後まで接着出来ない。だが、既に位置を一度確定済みだ。今回の修復作業ではすべてを固定の上で動作確認し、事故の再発を防止したい。

 IGBTはゲート電圧の管理が大変である。FETに比べて遙かに狭い範囲に電圧をキープせねばならない。ストームタイガーに使用しているIGBTでは4.5〜5.5Vだ。5.5Vは高電圧側の絶対定格であるから、そっちに近付くのは怖い。5Vまたはそれより少し低いあたりが理想となる。4.5V未満になっても壊れないが、ON抵抗が保証されない。だから2つ以上を並列接続した場合に個体差で負荷が偏る可能性がある。
 ハイサイドのゲートドライブでは、サージが大きくならない程度にスローな適切なスイッチング速度と、安定した電圧まで確実にドライブする信頼性の両方が必要となる。最小サイズの回路で。

 これは壊れはしなかった第2段のハイサイド。昨日は正確なゲートドライブ電圧が分からなかったので、パソコンに取り込んでチェックしてみた。サンプリング1μ秒であり縦の目盛り1つが1.25V。つまり、4つで5Vとなる。これを見ると何とか4.5Vを確保しているもののギリギリであり、少々不安が残る。
 今度はサンプリング5μ秒にすると、不安が更に高まった。

 ゲートドライブ電圧が、どんどん下がっているのだ。数百μ秒が経過すると4.5Vを明らかに下回っている。壊れはしなかったが単に運が良かっただけに過ぎず、信頼性に思い切り問題ありだ。
 ハイサイドのドライブ電源はコンデンサーなので、時間経過と共に電圧が下がる。元の電圧に余裕が無いため、最後のトドメみたいになっている。電圧に余裕が無いを通り越して、明らかに不足している。

 ハイサイドドライブ用の電源が5.5Vなのは、ダイオードによる電圧降下を考慮してほぼ5Vとなるところから決定した。しかし実はその決定後に問題が発覚していた。
 ハイサイドの−側をプルダウンしても電位が0にならず、0.3Vほど浮いてしまうのだ。だから、ドライブに使える電圧が5Vではなく4.7V前後に目減りしてしまった。これは、最初の仕様決定時にはローサイドのIGBTが壊れていたのだがそれに気付いていなかったためである。
 ローサイドが短絡すればハイサイドのー側もメインコイルを通してGND直結状態となり、電位が0に下がっていたのだ。

 正常な状態ではGND直結ではなく5.1KΩによるプルダウン。

 この0.3Vの計算違いがここに来てかなり致命的となっている。だったら5.5V電源の方を5.8Vまで上げれば良いんじゃないか?
 誘導サージ保護のため放電回路は要所にツェナが入りまくっている。それも保護優先で電圧は余裕を無くしてある。6Vあたりまで上げると今度は上げ過ぎになる可能性もある。慎重な調整が必要だ。何しろ電圧調整用半固定を固定してあったエポキシを剥がす作業だけで調整が狂い、出力が6V超えてしまったのだ。そんなこともあろうかと出力線は外しておいたから何も壊れていないが。

 ローサイドドライブ用の1KΩ抵抗も取り外し作業中に半分削れているので交換した方が安全だが、こっちはそう苦労しないと思われる。
 出力を5.8V強に調整し、半固定ネジを瞬間接着剤で固定したらそれだけで5.7V強に下がってしまった。もっとも、完全に乾燥すればほぼ5.8Vに戻ったが。

written by higashino [コイルガン戦車1/35] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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