MasterCPブラシレスアンプ製作(デバッグ) - ホビる-ド素人がRCマイクロヘリで3Dフライトを目指す備忘録ブログ

MasterCPブラシレスアンプ製作(デバッグ)

ゴールデンウィークもボチボチにバタバタw


先週モーターはとりあえず回ってんけど、PWMの波形がどうも気に入らん・・・つーことでちょこちょことデバッグをしてみたり。
ガッツリちゅー話もあんねんけどw


気に入らん波形つーのは、下側(Nch)のドライブがノコギリ波になってるつー所。
要因は幾つか考えられる。


今回の基板はATmegaを積んで3相のPWMを出さすねんけど、ATmegaは3.3Vで動かしてるので、PWMレベルも3.3Vつーわけ。
で、2次側はつーと、ブラシレスモータは11.1Vで回すので、当たり前やけどFETは11.1Vをチョッパリングする訳やねんな。

でもって、要因として考えられるのはFETのゲートドライブやねんけど、コスト優先でディスクリートで組んだ回路にしてんねんけど、どーも下側(Nch側)Hアクティブの信号がきちんとしたレベルまで上がりきってくれてない感じ。
上がるつーか、時定数が大き過ぎつーか、立ち上がりが相当、訛ってるんやなぁ。

上側(Pch側)のLアクティブ信号はそこそこ綺麗な波形やとおもうねんけど。

で、そのせいで、何が起こってるかつーと、FETがそれヤバいで~つーくらい熱くなるw
まぁ、ざっくりと温度測ると軽く100℃越え。かなりHOTやなw

まぁ、Ta30℃位でTc=MAX70~80℃、せめて90℃以下あたりで飽和してほしい所。
でないと、これから夏にかけて、フライト中にパンっ!てなると困るw

たぶん・・・Nch側のON信号がきちんとONしてくれてないので、FETのON抵抗の高い所らへんでスイッチングしてるんやろうな・・・

つーところまで、波形から予測しもって、対策を練るw
1~2日程練り過ぎて、ねばねばw

で、ゲート信号をきちんと成形し直す、それでもアカンかったらFETを再選定。これは避けたいが、最悪パッケージがデカイやつに。

ゲート信号の成形はまず、時定数を変えてみる、ダメならゲート回路を変更してみるって感じかな。
FETのスペックシートには結構書いてあんねんけど、
たぶん・・・やけど、スイッチングパラメータとかにあるGD間チャージとかSD間チャージとかってやつ。
これと外付けのRで、簡単的に言うといわゆる時定数が変わってまう訳やな。
チャージする時間がかかってFETをONしたりOFFしたりすんのに遅れてまうわけや。

なんで、この辺がすんなりいけへんか、つーと、GCPとかのアンプだと電源からスイッチングの一次側、二次側ともに3.3V、要するに1セルリポつーことで、電圧レベルが同じなんであんまりきにせんでええんかもしれんが、それと同じような動きをさすのに、Master CPのモータは3セルで回すんでCPUの出力(ゲートレベル)の3.3Vで二次側の11.1Vをパカパカしたらなアカンわけや。

もう一個気になんのは、FETがONした時、CPUの3.3VのIO端子に11.1Vがかかるって状況やねんな。
これを解消するには、なんらかの方法でアイソレートしたる必要があるかも。

FETの上側、下側それぞれをコンプリメンタリしてドライブしたるゲート回路にするのが正しいやり方かも。

とか、まぁ、N氏とモメにモメてw

ゲート回路を改造3~4回幾つかの方式で改造してみて、2回ほど火吹かしつつwww
だいぶ、発煙にも精神的に馴染んできたところで、結局は一旦、ゲートドライバをユニバーサル基板上に組んで実験してみようということになって、それをやってみた。

MasterCPブラシレスアンプ製作回路デバッグ MasterCPブラシレスアンプ製作回路デバッグ

とりあえず、その辺にあったゲートドライバをユニバーサルに組んでみたヤツでFETをドライブしてみた。
画像のは1個のICの中にP側、N側の2個のドライバが入ってるタイプ。
なので、各相に一個ずつ。

オリジナル基板のCPU → ユニバーサルゲートドライバ回路 → オリジナル基板のFET

って感じ。

このゲートドライバは簡単にいうと入力のレベルを、VDDのレベルで出力してくれるって感じで、内部で、あ~やって、こ~やって、アイソレートっぽい感じになってるわけやねw
なので、どう転んでも、出力はほぼ綺麗なパルスが出るわけや。

で、結果はほぼ予想通りの結果となった。

入力(CPUの3.3V出力パルス)が綺麗な11.1Vのパルスになって出力されとる。ってのを確認して、モータを起動してみたら、あっけなく動いて、問題の発熱やけど、スロットル100%の連続運転で約50℃程度(Ta25℃)で飽和した感じ。

というわけで、ゲートドライブ回路はディスクリートで組むのをやめて、ドライブチップを使用することに決定。

で、先週からのデバッグでの問題点やバグ吸収するバージョンで再度試作ボードを製作することにしたが、
次で試作は最後にしたいところやな。

まぁ、今回のデバッグでほぼ改善箇所は出たと思うんで・・・てか実機評価がまだやなw
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