高機能電源⑪動作確認と評価前編

2019/01/10 06:00

高機能電源基板が完成したので動作確認を行います。　まだHyper-G本体とは接続せずに基板単体で評価し、その結果を仕掛り中の残り3枚に適用するのが目的です。

【新春の北アルプス連峰】・・・1/4撮影
今回は同じ様な写真ばかり登場しますが、やってる事は一つ一つ違い意味があります。

１．ゼロ調整
Vcompゼロ調整を1.7Vに合わせる作業です。

【12V ACアダプタ接続】
評価用DCジャックに1M5-6両編成に相当する23.5Ωのダミー負荷を付け、12Vアダプタを入力します。　常点灯ボリュームは反時計回り一杯の0Ω、未調整状態にします。　マスコンはOFF、ブレーキボリュームは時計回り一杯のMax状態です。

【Vcomp電圧確認】
テスタープローブをGNDと、オペアンプIC3番ピンに繋がる抵抗リード線に接続すると、実装完成状態で約2.2V表示になります。

【Vcompゼロ調整】
VR52/20kΩ半固定ボリュームツマミをドライバーで時計回りに回し、テスター表示1.7Vに調整します、これでゼロ調整完了です。

２．常点灯ボリューム動作確認と調整
ゼロ調整を終った状態で常点灯ボリュームを回し電圧変化を確認します。

【常点灯ボリュームを一杯まで回す】
回転角度に比例せず、すぐに立ち上がり段々緩やかに上昇すればOKです。　設計値はMax約3.7V/Vout3.0Vですが、3.38V/Vout2.5Vでした。　2.5Vなら走行開始するので問題ありませんがボリューム許容差でしょうか？、Hypwe-G本体組合せで再確認します。

【常点灯1.5Vに調整】
Vout1.5VになるVcomp2.8Vに調整しました。　制御特性を改善してるので、回転角300度の半分弱135度で2.8Vになりました。

【オペアンプバッファの動作確認】
テスタープローブをオペアンプ1番ピンと常点灯電源間のジャンパーに繋ぎ替え、オペアンプバッファが正常動作し2.8Vになってる事を確認してください。　異常時はACアダプタを抜き、8P ICソケット半田付け不良またはブリッジを確認し修正してください。

３．速度計表示と加速特性確認
３－１．常点灯時の表示
テスターを追加した左下オペアンプバッファ出力1-2番ピンジャンパーに繋ぎます。

【追加オペアンプバッファの動作確認】
C51/330μFはブレーキボリューム直列抵抗235Ωで放電しており、速度調整回路Vcompは2.8V、オペアンプバッファで分離した速度計回路Vcompも2.8Vになってます。　異常時はACアダプタを抜き、前記オペアンプと同様に確認し修正してください。

【常点灯調整後で速度計表示はゼロ】
次にテスタープローブを速度計測定端子に繋いで速度計表示を確認します。　2.8Vと2.8Vの差はゼロ、分圧してもゼロ、従って速度計表示0km/hです。　これは常点灯調整に係らず同じです、停車中なので当然ですが、この機能実現には結構苦労しました。

なお速度計用電圧計は9V電源をHyper-G本体から供給しないと動作しないので、この評価ではテスターを代用しています。

【常点灯1.5V調整のVcompとVoutの関係】・・・露太本線仕様
ブレーキOFFしマスコンノッチONすると、各ノッチ最高電圧までC51/330μFが充電されてVcompが上昇し、分圧した速度計が上昇します。　Vcompが上昇するとHyper-G本体コンパレータでPWMデューティー比が変化しVoutも上昇します。

３－２．ノッチ1

【ノッチ1最高速度】
ブレーキOFFしてノッチ1ONすると、60秒で最高速度95%80km/h、120秒で83.8km/h、180秒で飽和し84.1km/hになりました、感覚的には75-80秒で最高速度到達です。　車種選択スイッチを切り替えると71.6%の60.2km/h表示になりました。

【ノッチ1最高速度Vcomp】
最高速度時のVcompは5.62V、Vout6.2Vで設計値通りの結果になりました。

３－３．ノッチ2

【ノッチ2最高速度】
同じくノッチ2ONすると、51秒で最高速度95%97km/h、100秒で101.4km/h、160秒で飽和し102.1km/hになりました。　車種選択は71.5%の73.0km/h表示になりました。　感覚速度補正してますので、実車性能を考えるとノッチ2が実感的運転速度です。

【ノッチ2最高速度Vcomp】
最高速度時のVcompは6.21V、Vout8.2Vで設計値通りです。

３－４．ノッチ3

【ノッチ3最高速度】
同じくノッチ3ONすると、41秒で最高速度95%114km/h、80秒で119.0km/h、130秒で飽和し119.7km/hになりました。　車種選択は71.5%の85.6km/h表示になりました。　当社キハ181最高速度120km/hとD51最高速度85km/hとくしくも一致してます。