久々の安定化電源
いつのまにか3ヶ月経ってしまった…．ちょっとずつ再開したい．
とりあえず，電流検出回路の実験をしてみた．
概ね理論値通りの結果が得られたのでこれでokとしたい．
それと基板はユニバーサルを想定していたが，プリント基板に挑戦してみようと思う．
モータドライバの選定
フルブリッジドライバＩＣ ３６Ｖ ＢＤ６２３１Ｆ−Ｅ２: 半導体 秋月電子通商 電子部品 ネット通販
ほうほう，マイコンを介さなくてもよさそうね．
欲しい物
- NTCサーミスタ - aitendoの10kΩ
フロントパネル設計
イメージを作るために，フロントパネル等，配置してみた．
まだ途中だが部品はだいたい決まったので，詳しいところは後でもいいかな…．
- トグル
小形トグルスイッチ ON-OFF S21B NKKスイッチズ製｜マルツオンライン
データシート - つまみ
-
ターミナル
オルタネイトスイッチは検索しても，これだというものがなかったので実際に秋葉原で探したい．
あと，ACから取る電源ランプのネオンも配置しなくては．
買い出し前のTODO
- 格好良いアレ(KID1205-A)の動作確認
- OUTPUT周りの動作確認（リレーを使うあたり）
- キットの改造
- CC検知回路を作る（シミュレーションとかで，ここで必要なものを挙げて買いだす）
電流検知回路を決める
ローサイドだと短絡が検知できない理由がわかった！
たしかにフレームGNDだとこわい…。
というわけでハイサイドにしましょう！
それとLM358のデータシートから電流検知回路を発見。
オペアンプって何が出来るの？状態なので、とりあえずこの回路の意味を解読してみる。
まず、そもそもこの回路はなんというものなのか。
アプリケーションノート 105より「古典的」正電源レール電流検出というらしい。
またねがてぃぶろぐ ハイサイド電流にも記述が。
次に、トランジスタは何をしているのか。
エミッタフォロアっぽい。
電流ブースト回路と似ているが、これはオペアンプの+側からコレクタにつながっている。
定電流回路とも似ているが、これはオペアンプの+側からコレクタにつながっているし、NPNトランジスタである。
トランジスタの役割を考えると電流増幅と考えるのが妥当だがいまいちよくわからない。
そもそもオペアンプの＋電源はどこから取るんだ…→もしVL＝＋電源ならまさに電流ブースト回路になる？
→ねがてぃぶろぐさんの回路よりVL=＋電源っぽいので電流ブーストみたい。
とりあえず動かして見た方が面白いと思い、シミュレータを使ってみることに。
まずはCircuit Simulator Appletを使ってみた。
こんな感じ→Circuit Simulator Appletでの実験
なんとなく動くことは分かったが、電流値と出力電圧の関係がはっきりわからない。
ダウンロードするシミュレータならグラフで出せる気がしたのでLinear Technology - Design Simulation and Device Modelsを使う。
とりあえず、データシート通りにシミュレーションできた。
では、0~5Aで出力される電圧はどうしたらいいか。
このままでは0~5Vとなるが、マイコンにはそのまま入力ができない。
ここでマイコン上でのAD変換について考える。
AVR で A/D 変換その2 blog logger/ウェブリブログより、2.5V基準電圧とするとよさそう。設計上5Aは超えないようにする予定なので、5Aで2.5Vでも構わないかなと思っている。
マイコン上のものをそのまま使った場合、分解能1024なので「理論上」0.0048828125[A]刻みの測定が可能である。
どのくらい誤差が出るかが問題だが、その場合は外付けADCかなー。
というわけで、シャント抵抗をデータシートのものの0.1[Ω]から0.05[Ω]にすればよさそうだが、そんなのあるかなあ。あるいは分圧側で調整？
また電力としては0.025[Ω]×5[A]=0.125[V]より5[A]×0.125[V]=0.625[W]あれば問題なさそう。
だが調べてみたらあまり0.05[Ω]はない模様。
だったら0.1[Ω]を2つ並列にすればいいか。そしたら1つあたり0.5[W]あれば十分だし（正確には0.3125[W]あればよい）。
タクマン RLF1SJ 0.1Ω 酸化金属被膜抵抗器(小型品) 1W 0.1Ω±5%
このへんをぽぽーっとね。
なんか勘違いして10Aまで出そうとしていたので後日修正…
電流検知回路について調べる
電流検知の方法について考え直す．まず元々考えてたことについて述べる．
キットの回路図にはハイサイド側に電流計を置くようになっていたので，それに習うことに．
GNDが取れないのでそのままAD変換はできない．
そのため，オペアンプの差動増幅回路で電流検出用抵抗の電圧降下を見ればなんとかなると思っていたが，調べてみたらもっと複雑な回路になるようだった．
まず，そもそもどうしてハイサイドなのか？
アプリケーションノート 105より，短絡が検知できるからかな．でもなんでローサイドだと短絡が検知できないんだろう？
（あまり関係ないけど，シャント抵抗をプリント基板にのせる場合パターンも考えてあげないといけないんだね…シャント抵抗器(SMD)とは | テック君の豆知識 | 半導体・電子部品の即納通販 RSオンライン）
「ローサイド設計の場合は負荷が誤ってグランドに短絡されると、電流検出アンプはバイパスされて、短絡を検出することができません。」（アナログ乗算器がハイサイド電流検出測定の精度を向上する - アプリケーションノート - Maximより）
オペアンプがバイパス＝回り道される…まあそうなるよねえ．でもそれって当たり前…？
次に，どうして複雑になるのか？
5出力安定化電源より，そのままだと誤差が大きいから工夫しないといけないということらしい．
こちらのやり方ではフローティング測定回路というものを使っているようだ．他にもないかな？
