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2021年1月22日(金) 21:21

ラジコンバッテリーで24V

 ドライバーIC以外にも問題はある。それは、ステッピングモーターの電源だ。
 24Vが必要だが、ラジコンバッテリーの電圧から24Vを生成するDCコンバーターは、大容量のものがない。せいぜい6ワットまでで、非常に高価な特別なものでも10ワット止まり。以前も調査して唖然としたが、昇圧DCコンバーターの大容量品ってほんと製造されていない。電動ラジコンに機器を搭載する場合、思わぬ伏兵で制限が掛かるのだ。

 現在のSタンクでは千石で入手したDCコンバーターを使っているが、24Vはともかく1.5Aが確保できているかどうかも怪しい。ピーク電流が1.5A前後に設定されているため平均電流はそれより小さく、何とか足りているのかもしれない。だが、平均2Aぐらい流したいと思った場合、DCコンバーターの制約から無理という可能性が高い。
 でも、より大容量のDCコンバーターは、どこにも売っていない。

 仕方ない。自作するか。

 まず、既存のDCコンバーターを再検索する。
・入力電圧6〜9Vに対応できること。出来れば5V以下から対応可能なら安心。
・出力電圧24V以上。パワーに余裕が欲しいのでそれより若干高くできるならベター。
・出力平均電流2A以上。できれば3A以上も可能なら安心。

 当然そんなDCコンバーターは無いのだが、出力電流が小さいものならある。そんな中でも秋月で扱っているお手軽なもの仕様を確認すると、昇圧チョッパー方式だ。
 そうだ!昇圧チョッパーなら自作が簡単だ!

 昇圧チョッパーは、コイルガンのための高圧コンデンサー充電器として散々自作した。
 安易に製作可能な昇圧チョッパーはリップル極大だが、用途がモーター電源なので問題にならない。
 また、昇圧チョッパーの効率が悪いのも、コイルガン用途で高電圧を発生させていたせいだ。24Vで良いなら、高価なFETは必要としないしジュール熱によるロスも少ない。
 なまじコイルガン用しか作っていなかったせいで、普通のDCコンバーターとしては性能に難があると思い込んでしまっていた。

 コイルガンでは MC34063 などを使ったが、今となってはベターなICがあるに決まっている。コイルガン用としても、とっくに MC34063 など使っていない。代わりに、PICに任せている。でも、24V生成のような穏当用途ならニーズは多く、もっと適したICがあるはず。
 という訳で、BD9306AFVM を選定した。
 入力電圧 4.2〜18V対応で、ラジコンバッテリーも安心。スイッチングFETが外付けなので、大電流に対応可能。

 難点としては、出力電圧は入力電圧の3.33倍以内が推奨されていること。
 24Vを出力するには、入力電圧は7.2V欲しい。無負荷ならラジコンバッテリーで問題ないが、Sタンクのように大電流を消費する場合は不足する。まあ若干の無理は承知の上で、電流の仕様に余裕を持たせるとしよう。TB6600HG 側のピーク電流は、4Aまで設定を上げておきたい。
 19V出力なら、問題はない。つまりこのDCコンバーター自作に成功すれば、出力を19Vに変えることで Jetson Xavier NX にも対応可能となる。カメラ映像処理だけならオーバースペックだが、SSDが使えるので起動が速くできるというのは無視できないメリットだ。もちろん、将来の拡張性は比較にならない。それも、大容量の19V出力DCコンバーターあればこそ、である。

 ドライブ可能なFETはゲート容量 2000pF 以下なので、最強FETは使えない。それでも、ON抵抗0.01ΩぐらいのFETが使えるので、FET内蔵の昇圧用スイッチングレギュレーターICに比べると遥かに大電流が可能だ。
 スイッチング周波数も最大 800KHz 可能であり、ピーク10Aぐらいを想定するとコイルのインダクタンスは2μH以下にできる。それだけ、小型にできる。

written by higashino [Sタンク 1/16] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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