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2019年03月11日の記事

2019年3月11日(月) 21:48

FET更新

 コンデンサー充電器のバッテリー供給スイッチに関しては、このような回路になっている。

 ラジコン用7.2Vバッテリーを、SUM110P でスイッチング。これはゲート操作に高電位差が必要となる旧世代のP型FETだが、まだ在庫が残っている。最高のものを必要としな場所では、優先的に消費したい。
 いずれにしろ、ハイサイドなのでPICで直接ゲートドライブすることはできない。そこでチップ型FETの K1593 を噛ませる。この方式はメインFETを高速でONにできるが、OFFは低速。ターンオフが遅くても構わない場合だけ使う手法だ。

 今回は、ターンオフが遅くても運用可能。むしろ適当に遅い方が、サージも抑制されて都合が良い。

 そして地味に重要なのは、バッテリー電圧モニターはスイッチの外側で行うこと。つまり、OFFになっていても取得されるバッテリー電圧は変わらない。
 また、回路図には明示されていないが、PICの電源もOFFの影響を受けない。

 バッテリースイッチ部分の、実物。

 コンデンサー充電器搭載のPICは、バッテリーOFFされても電圧はそのまま取得できるし、PIC電源もそのままである。だから、影響を受けずに動作を続ける。バッテリーからの供給が途絶えたことに気付かず、動作を続ける。
 そういうことが可能なのは、バッテリー電圧を元に、チョッパー周期を決め打ちしているからだ。 

 これにより、チョッパー周期が不必要に大きく変動することを防ぐ。

 バッテリースイッチのターンオフは遅いので、サージ対策ダイオードは高速でなくても良い。だが、それなり電流は大きい。そこで、これも在庫のストロボ用を使用。

 チェックすると、ゲートドライブ信号に正常な電圧が出ていない。ONでもOFFでも、0.5Vぐらいだ。これ、宙に浮いているんじゃないか?

 K1593部分を取り外し、5V電源に直結して確認。ゲートに5Vを与えているので、ドレインとゲートは短絡(実際は数Ω)するはずだ。だが、抵抗値は絶縁状態のままだ。
 配線のハンダ付けも、見た目では不良無し。再加熱でハンダ付け部分を強化しても、変化無し。これは、K1593が不良であると判断せざるを得ない。

 これまで、K1593が不良だった経験がない。そして交換しようにも、実はこれがK1593最後の在庫である。長年活躍してくれたK1593の、最後の1個が不良品だったというオチ。
 K1593はディスコンになっていて、鈴商オンラインぐらいでしか買えない。DLM10Eもそうだが、鈴商オンラインは恐らく、鈴商閉店時の在庫を捌くためだけの目的で営業しているのだろう。

 どうしてもK1593が必要なら、鈴商オンラインを使うしかない。だが、5VオーバーのハイサイドのゲートドライブをPICで行うのが目的である。目的が達成できるのであれば、別にFETでも構わない。
 ゲート電荷を抜くため、パルス大電流が流せること。小さいこと。ON抵抗は数Ω以下なら良い。ゲートドライブを、5V系で行えること。ゲート容量が小さいこと。注文は多いが、シビアではない。あらゆるスペックに最高を求めるのではなく、ON抵抗の要求は緩い。

 例によって対象が多そうな場合は、秋月で扱っているものの中から選ぶ。
 代替品として、TN0200K を選定した。

 同じチップFETと言ってもK1593より更に小さく、ハンダ付けは面倒だった。しかし、交換により基板はあっさり動作した。期待通り、コンデンサー充電器のメインコイル通電だけを ON/OFF できるようになった。
 これで、実運用時のトラブルを大幅に減らせるだろう。

 新旧FETの比較。TN0200K はマイコンとの接続に最適化されている。耐圧が必要最小限。ゲート容量は相対的に大きいが、これぐらいなら330Ωを介して1μ秒以内にチャージできるから問題はない。


K1593 TN0200K
耐圧 100V 20V
ゲート最大電位 20V 8V
ON抵抗Vgs<5V 4Ωtyp. 0.2Ωtyp.
耐電流 0.5A 0.73A
パルス耐電流 1A 4A
ゲート充電容量 55pF 311pF
価格 200~@5 250~@10

 ゲート容量を更に減らしてON抵抗は大きめとか、これ以外にも幾つか候補はある。だいたい、どれ使っても問題ないと思われる。

written by higashino [ラジコン用エアガン] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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