発振回路を作ってみた。そして、オペアンプによる違いを見てみた。
まず、超一般的なとうか、めちゃ安価に手に入るナショナルセミコンダクターのLM358、5個で100円だったかな。
ついて、同じ型番であるが、メーカーがSTマイクロのもの。
つぎ、ちょっとお値段のはるOPAMP、OP275、たぶん300円くらい。綺麗な波形だ。
つぎ、TIだが、BBの名を冠するOPA2134です。これもとてもシャープな波形だ。
発振の周波数は2kHz程度です。ヒーターの調節、LEDの点滅には十分すぎる速度ですね。これでMOSFETのゲートをドライブして低インピーダンスの負荷を駆動しようと。
2kHzでも、波形がなまることに驚いた。まあ、なまっている部分は高周波成分まできっちり増幅できないと綺麗な角が出来ないだろうし、こんなものなのかもしれませんが。
まず、超一般的なとうか、めちゃ安価に手に入るナショナルセミコンダクターのLM358、5個で100円だったかな。
ついて、同じ型番であるが、メーカーがSTマイクロのもの。
つぎ、ちょっとお値段のはるOPAMP、OP275、たぶん300円くらい。綺麗な波形だ。
つぎ、TIだが、BBの名を冠するOPA2134です。これもとてもシャープな波形だ。
発振の周波数は2kHz程度です。ヒーターの調節、LEDの点滅には十分すぎる速度ですね。これでMOSFETのゲートをドライブして低インピーダンスの負荷を駆動しようと。
2kHzでも、波形がなまることに驚いた。まあ、なまっている部分は高周波成分まできっちり増幅できないと綺麗な角が出来ないだろうし、こんなものなのかもしれませんが。
その回路は、出力を飽和させる発振回路だから、出力がフルスイングするのにスルーレートが関係します。
遅いと電圧が高くなるほど時間がかかりますから、そういう結果になりますね。
電源電圧を5Vぐらいに下げると少し改善するでしょう。(^^)
まぁ、電力のPWMで使うなら、その程度の特性でも十分でですね。(^^)
周波数的にはLM358のバンドワイズは1MHzぐらいだから、まだ500倍ぐらいの余裕ですね。
つまり、出力がリニア領域で働いていて、出力スイングが大きくなければ、ひずみ率0.2%程度です。
ところで最近は時間的余裕があるのでしょうか?
遊んでいいのでしたら詳しくフォローしますよん。(^^;)
うーきち君も人に頼ってばかりじゃなくて、興味あるなら自分で挑戦してみたら?(^^)
いい現実逃避になってます。
電力PWMですが、ファンコントローラには使えませんでしたね。一応誘導成分なのでMOSFET保護のためにSBDいれてPMWかけましたが、可聴領域のスイッチングだとコイルが鳴きますね。ううううーんて。10kHzくらいにしてもやっぱりヒィィーンてなるので、平滑回路でも必要なのかなと思ってます。
ヒーターやらLEDやらの機器でしたら全く問題ないですね。光が1kHzで点滅したらもう目には見えませんし。
確かにオペアンプの出力がフルスイングするので、SRが問題になりますね。いま調べてますけど、ナショナルセミコンダクターのLM358はデーターシートのボルテージフォロワを見ると0.25V/us、STのLM358は3から6V/us、OP275が22V/usでOPA2134が20V/usでした。
SRが1V/usだと、12Vのスイングに12usかかるのか・・・80kHzくらいで、三角波に成っちゃうのかぁ。
てか、オペアンプの出力端子を観察したらSRわかりますね^^;
SRが遅さの原因なら確かに電源電圧を下げたら高速化可能ですね。
卒業したら遊んでね(笑)
誘導負荷でもDCブラシ付きモーターなら、制御できますが、周波数を余り上げると鉄芯コアに誘導電流が流れて少し発熱(鉄損)するかも知れませんね。
数年前、友人に電気自動車のエコカーレースの制御回路を頼まれてこの回路を作ったのですが、DCモーターの制御周波数は数百Hzぐらいで作りました。
エコカーなので、人が乗る車のモーターでも制御に60AのFET一個でドライブできちゃいました。(笑)
その他の誘導モーターではインバーター制御が必要ですし、CPUの冷却ファンなんかに多いブラシレスモーターでは半導体制御してるから、電源をチョッパしたら動くわけ無いし。(笑)
電力PWMの用途ならこれで問題ないですけど、この回路でもっと周波数の高いPWMを作る場合は、オペアンプではなくて、コンパレータICを使うと完璧です。
オペアンプには寄生発振を防ぐために、スルーレート特性が作ってありますが、コンパレーターICにはスルーレート特性回路は入っていませんから。
んで、マコチの使っているDSOは私も以前使っておりますた。(^^)
アナログとDSOがワンタッチ切り替えなんだけど、高周波波形以外ではアナログはほとんど使わなかったなぁ。(笑)
DCブラシレスモーターは
http://www.cqpub.co.jp/toragi/TRBN/contents/2004/tr0408/0408pic8.pdf
このページの最後みたいな回路にしたら良いかななんて思ってます。DC-DCコンバーターみたいな回路にして平滑してやれば、レギュレーターで電圧落とすファンコンと一緒かなーと。
エコカーのモーターはこれで制御できるんだ。ほへ~。60AのFETってのがすごいけど・・・そんなFETって中身のボンディングが一体どうなっているのか見てみたいですね。
コンパレータ、速度を見てみましたが、早いヤツは爆速ですね。また部品があったら見てみます。
この菊水のDSOはいっちーも使ってましたか。私はアナログばっかりで使ってまふ。これは研究室に転がっていたオシロです。発振回路とか作るとホントにオシロが無いとやってられませんね。春になったら以前の4万円DSO買おうっと。
そうそう、秋月4万円のDSOですが、ストレージしたデータをパソコンに取り込めますか?秋月の説明を見ると、画面のキャプチャができるのは分かるのですが、ため込んだデータをテキストみたいなかたちで吸い出せるのかなーと。
コンデンサーに矩形波電圧をかけると、変化時に無限電流になるから。(コンデンサの電圧を微分すると電流が無限です)
平滑するにはスイッチング電源の降圧回路を見れば分かると思いますがコイルで受けて整流してから平滑です。
その場合、コイルを小型化するために周波数を50KHz以上にするわけですが、ちゃんと作ると普通のスイッチングレギュレータになります。(笑)
60Aの0FETは、ON抵抗が4mΩ以下の特性ですが、TO-220型の普通の形状の安いものです。
最近では小さな形状でも100Aを超えるものがあるんですが、ボンディング構造がどうなってるか興味ありますね。(笑)
例の低価格DSOは、すごく操作性がいいんで最近は、いつもこれを使うようになってしまいました。(^^)
http://www.owonjapan.com/index.php
波形のパソコン取り込み機能があるんですけど、まだやったことがありません。(^^;)
今度、時間のあるときにでも試してみます。
今まで使っていたテクトロの高性能機は操作が煩雑なので、周波数分解能が必要なときだけしか使わなくなってしまいました。だから余計に操作方法を忘れてしまう。(笑)
平滑部分をLCで作ったら確かにスイッチングレギュレーターですね。ダイオードもいるでしょうけど。出力電圧をコントロールするわけじゃなくて、デューティー比だけコントロールするから、負荷がないと電源電圧を出力しちゃいそうですね。そのへんをフィードバックかけて・・・ってやり始めたら、MC34063とか使った方が早いですね。
60AのMOSFETはON抵抗45mOhmですか。すごいな。配線抵抗のほうがでかく成りそう。TO-220ってのもすごい。あの足で60A流せるのか・・・
低価格DSOは操作性いいのか。春先にかっちゃおうっかなー。大学のDSOも使えなくなっちゃうし。
なんか、最初はアナログオシロを使ってみたいかもしれませんけどね。アナログのほうが動作が分かりやすくていいかなと。昔大学のゴミ捨て場で拾ったオシロはアナログもアナログで、リサージュ図形を書くにはどうしたらいいとか、位相を遅らせたらいいからとか言ってコイルやらをつないで遊んだ記憶がありますね。アレはとっても分かりやすくて勉強になったなぁ~。ゴミでずいぶん遊んだものだ(爆
色々調べると、やっぱりバンドワイズっぽいのですが、どうにもなじめない(笑
英語で書くとスペルに自信ないし、BWじゃ意味が伝わらないかもしれないので、いつもカタカナで書いてます。(笑)