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2006年11月30日(木) 18:05

FETブースター

 C2655または同類のトランジスターが復活しそうであるが、問題は充分なドライブ能力があるかどうか?
 ブースター段にFETを使う前提で、以前候補として選択した2SK1334と2SJ186を実際に用意。そのゲートに出力を接続した。まずはFETゲートの電位変化を測定する。

 FETを接続しないで計測した昨日のパターンとほぼ全く同じである。Q1とQ2は2つ合わせてゲート容量が150pF程度。それをドライブするには充分過ぎる能力があるようだ。つまり、トランジスターOFF時に数十μ秒を要しているのはFETゲート容量が主因ではなく、トランジスターそのものに遅い理由があるのだろう。
 となると、ゲート容量6pFしかない2SK1827のゲート電荷を抜くのに理論値の数百倍の時間を要した理由が分からない・・・

 今度は、FETブースターの出力側を測定する。K1827ほどではないがJ186とK1334も小さなチップ型なので、扱い易いようにピンヘッドに取り付けてある。

 

 綺麗なパターンが現れた。さすがFETである。出力がデジタル的であり、トランジスターで劣化した矩形パターンを綺麗に復活させましたの図。しかも、完全に0Vから5Vまで振れている。
 データシートからでは5Vで完全動作するかどうか確信を持てず、実運用時はVccを6Vにせねばならないのでは?と思っていた。だが、5Vで問題無さそうだ。これは大きい。Vccが5Vで良いならIGBTゲートの定格はストライクど真ん中だし、C2655も大丈夫。

 更に、IGBTのゲートを接続して同じ場所を測定した。波形は全くナマってません。150Aに耐えられる大容量のIGBTを4パラなので、ゲート容量は15000pFを越える。その容量を全く問題にせず強烈にドライブしている★
 ブースター段はFETを使うのが正解だったし、選定したFETも完璧にビンゴだった。これまでが余りに誤算だらけだったのだから、最後くらいは恐ろしい位に計算通りでもバチ当たらないでしょ?

 光ゲートドライバーの開発は難航したが、苦労を重ねた甲斐はあって素晴らしいものが出来そうである。
 C2655よりもOFF時の反応速度が速いかもしれないトランジスターを何種類か集めて実測し、最終的なパーツを確定させれば組み立て出来る。

 IGBTゲートの駆動波形はPICがLEDを光らせたオリジナル波形と比較すると50μ秒近く幅が広がってしまっている。しかし、IGBTに与えるパルスの幅は最小でも150μ秒以上はあるので、LEDに与えるパルスの幅を最初から狭くしておけば良い。また、コイルガンを構成する複数のコイルに与える電流は、相互の相対的なタイミングだけが問題である。だから、信号が遅延してもタイミングが毎回一定になるなら問題ではない。

 見た目恐ろしくシンプルなこの回路は、大変な試行錯誤と苦労の末に出来上がったものである。もし完成回路図だけがホームページで公開されていれば、裏に隠されたものは誰も想像出来ないだろう。

 用途によっては全く使い物にならないが、シンクロトロン型コイルガンには完全に使用可能だ。

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

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