Nゲージレイアウト国鉄露太本線建設記

運転よりシナリー重視コンセプトで、昭和40年代後半の風景再現を目指しレイアウトを製作中です。映像・画像を交えながら、製作記に加え、随想や旅行記も発信します。2016年9月より延伸線建設に着手しました。

Hyper-G湖南仕様改修⑧ボチボチ その2

前回モールド用黒い瞬着流し過ぎのミスはありましたが、何とか回路改修を完了しました、現在の視力で良くやったと自分を褒めてます。

【生野駅夕景】
1ヶ月半もやらなきゃと思いながら着手できなかったのは、回路改修できるかどうかの心配ともう一つ、改修後の確認作業で予測される困難でドツボに嵌り立ち往生する事、つまり恐ろしくてパンドラの箱のフタ空けられなかったのです。 でももうやるしかないですね。


◆安全性保証回路動作確認試験-1
実験計画法に基づき、ステップ毎に問題箇所を絞り込んでゆく確認試験計画を立てました、さてどんな蛇が飛び出すか?、ハラハラドキドキです。

実験装置を組みました、電源出力にダミー負荷19.5Ωを繋ぎ両端電圧を計測するテスターを接続しました。 また出力ショート試験用ジャンパー線を準備してます、現在常点灯ボリュームMinなので出力電圧ゼロです。

最初の確認試験はノッチオフ/ブレーキMax停車状態で常点灯ボリュームMaxでの出力ショート試験です。 約2V、17%デューティー比でポリスイッチがトリップして回路オフしPL赤点灯する確認です。 非動作はあってはならない事、一番外堀を埋める確認試験です。

常点灯ボリュームをMax調整すると出力電圧は1.85Vでした、デューティー比16%です。 なお常点灯調整時の速度計表示は常にゼロです。

ジャンパー線で出力ショートすると出力電圧0V、速度計表示が消えPLが赤点灯します。 ポリスイッチ動作確認できましたが、まだラッチ回路の動作/非動作は解りません。

2番目の試験は試験➊の出力ショートをオープンします、回路オフならラッチ回路動作で、電源オフオンリセットまで状態保持で正常、万一回路オンに戻ればポリスイッチが復帰しただけで筆者には最悪シナリオ、苦労して開発した安全性保証回路は役立たずだからです。

出力ショートジャンパー線外しても状態変らず正常、ラッチ回路動作が確認できました。 試験➋まではクリアできると信じてましたが、ここから先はやってみないと解りません。

安全性保証回路の必要機能は、
(1)ショート時回路を保護し信頼性を維持する事。
(2)使用者へショート発生を報せる事。
以上2点ですので、例え電源出力が0.1Vでも確実に動作する必要があります。 でないとじっくりこんがり焼き上げる事になり対策必須、一番可能性高く筆者が恐れてる結果です。

不安定発振領域で起動ドリフトもあるので調整難しいですが、微小出力電圧が出る位置に常点灯ボリュームを調整しました、シャッター時の計測値10mV、0.01Vです。 ポリスイッチ追加前回路の返送後試験ではラッチ回路が動作しませんでした。(検収試験と同結果)

いやーっ、良かった!、予想は高確率で非動作でしたが、回路オフ/PL赤点灯しました。 どうやらポリスイッチ応答速度が速く狭いパルスでも十分ショート検出できてる様です。 『あーやっぱり非動作、どうしたら良いのだろう』とドツボに嵌るのを回避てきました。


安全性保証回路開発時にポリスイッチだけでは出力電圧0.2-0.3Vで動作せず金属皮膜抵抗に変更した経緯があるので、何だか狐に化かされた様な気分です。 安全性保証回路必要機能をクリアしたので気楽になりました。

最後の試験は試験➌の出力ショートをオープンします、回路オフならラッチ回路動作で、100点満点の正常動作、回路オンに戻った場合は製品なら要解析/要対策ですが、基本機能満たし実害少ないので、『ゴメン』で『がおう☆』さんに了解して貰う腹積もりでした。

試験➌で予感ありましたが結果は100点満点、原因解析/対策プレッシャーから解放され、本当にホッとしました。 ポリスイッチと金属皮膜抵抗の合わせ技1本?、事実は小説より奇なりですが反対側のドブ、負荷増加時動作点、1.2A容量確保できてるか気になります。


◆安全性保証回路動作確認試験-2
ショート時に確実に回路オフし電源守れる事は確認できましたが、湖南電源容量1.2Aを満足してる事も確認しないと片手落ちになります。 ラッチ回路に金属皮膜抵抗とポリスイッチ併用で、ショート時OKでも1.0Aで回路オフではNGです、確認する必要がありそうです。

実験には電流計が必要?、いやいや電流計あっても簡単ではありません。 部品箱の隅に眠ってるハズの部品思い出しました。電源設計のダミー負荷に調達した47Ω/10Wセメント抵抗数本に加え使うかもとポチッした10Ω/10Wセメント抵抗です、出番なく眠ってました。

10Ωをダミー負荷19.5Ωに並列接続すると合成抵抗は6.8Ωになりました。 この負荷で出力電圧6.8Vなら1.0A、8.16Vなら1.2Aです。 電圧=電流x抵抗のオームの法則です。

さあ実験開始と電源スイッチオンし、まずは常点灯初期設定とボリューム回すと、出力が出始める目盛り3.5付近でいきなり保護回路動作しました。 『何でだ~、アッ』でした。

【過去記事より転載】
ダミー負荷19.5Ω、出力電圧0.5VのPWM波形です。 Hレベル11.8Vなので6.8Ω負荷時の瞬時電流は1.74Aになり保護回路動作してたのです。 この確認実験法ミスは図らずも狭いパルスで安全性保証回路が確実に動作する事を証明する結果になりました。


と同時に正しい実験法を示唆してます、負荷19.5Ωを徐々に低くし保護回路動作時の抵抗値とHレベル電圧から安全性保証回路動作電流を計算できます。 負荷に大パワー食わす事なく常点灯確認可能で、となると先にトランジスタ交換と奥の手回路追加した最終仕様で実験した方が良いの結論になりました。 行きつ戻りつのボチボチなのでここまでです。


ではまた。

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