秋月ファンクラブ掲示板
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[4819]
なるべく簡単なところからはじめたいので、単相インバータについて書籍
https://www.amazon.co.jp/%E3%81%9F%E3%81%AE%E3%81%97%E3%81%8F%E3%81%A7%E3%81%8D%E3%82%8B%E5%8D%98%E7%9B%B8%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%83%90%E3%83%BC%E3%82%BF%E3%81%AE%E8%A3%BD%E4%BD%9C%E3%81%A8%E5%AE%9F%E9%A8%93-%E9%88%B4%E6%9C%A8-%E7%BE%8E%E6%9C%97%E5%BF%97/dp/4501109106#reader_4501109106
を購入して学んでいます。
この中に図のようなサイン波と、三角波とを比較してロジックで出力するところがあります。
このサイン波と、三角波とを比較するところが、本当にそうなのかを実際にサイン波と、三角波とを拡大して描いて、目で追って比較したいのです。
なにか適当な描画ソフトと、方法があればご教示お願します。
手元のWindows-7にScilab-6.0.1がインストールしてあります。
それから、LTspice XVIIもインストールしてあります。
これらは使えるでしょうか？単相 Inverter の仕組み、その他
chy_farm
2019/05/02 22:48
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[4820]
> なにか適当な描画ソフトと、方法があればご教示お願します。
エクセルで何とか表示できそうです。Re: 単相 Inverter の仕組み、その他
chy_farm
2019/05/03 09:52
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[4821]
こんな感じになりました。Re^2: 単相 Inverter の仕組み、その他
chy_farm
2019/05/03 11:49
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[4822]
LTspiceで同じことをすると添付画像のようになります。
実在のコンパレータICを使わずに、ビヘイビア電圧源（デバイスリストにある名前はbv）を使ってコンパレータと同じ動作となるように、IF文で記述しています。
PWM変調された信号（out1）をローパスフィルタに入力して高周波成分を抑制すると元の波形が復元できます（振幅は大きくなっている）。
LTspiceの回路図ファイルの中身はテキスト形式で書かれているので、以下の内容を適当なテキスト編集ソフト（NotePadやWordPadなど）に張り付けて、ファイル名.ascという名前（拡張子をascとする）で保存すると、そのままLTspiceで読み込めます。
Version 4
SHEET 1 1672 680
WIRE -528 -320 -528 -368
WIRE -528 -192 -528 -240
WIRE -320 -192 -320 -240
WIRE -208 -192 -320 -192
WIRE -80 -192 -128 -192
WIRE 32 -192 -80 -192
WIRE -80 -160 -80 -192
WIRE -80 -64 -80 -96
WIRE -528 -32 -528 -80
WIRE -320 -32 -320 -192
WIRE -528 96 -528 48
WIRE -320 96 -320 48
FLAG -528 -192 0
FLAG -528 -368 tri
FLAG -528 96 0
FLAG -528 -80 sin
FLAG -320 -240 out1
FLAG -320 96 0
FLAG -80 -64 0
FLAG 32 -192 out2
SYMBOL voltage -528 -336 R0
WINDOW 0 52 52 Left 2
WINDOW 3 -1114 54 Left 2
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR InstName V1
SYMATTR Value PULSE({-A_tri} {A_tri} 0 {1/2/f_tri} {1/2/f_tri} 0 {1/f_tri})
SYMBOL voltage -528 -48 R0
WINDOW 0 52 52 Left 2
WINDOW 3 -519 44 Left 2
WINDOW 123 0 0 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 2
SYMATTR InstName V2
SYMATTR Value SINE(0 {A_sin} {f_sin} 0)
SYMBOL bv -320 -48 R0
WINDOW 0 58 38 Left 2
WINDOW 3 54 99 Left 2
SYMATTR InstName B1
SYMATTR Value V=IF(V(tri)-V(sin)+0.5, {out_L}, {out_H})
SYMBOL res -112 -208 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R1
SYMATTR Value 100k
SYMBOL cap -96 -160 R0
WINDOW 0 44 10 Left 2
WINDOW 3 44 56 Left 2
SYMATTR InstName C1
SYMATTR Value 0.01uF
TEXT -1256 -712 Left 2 !.param f_tri=1.6kHz A_tri=1V
TEXT -1256 -464 Left 2 !.tran {2/f_sin}
TEXT -1256 -648 Left 2 !.param f_sin=100Hz A_sin=0.8V
TEXT -1256 -584 Left 2 !.param out_L=-10V out_H=10V
TEXT -1256 -520 Left 2 !.ic V(out2)={(out_L+out_H)/2}Re^3: 単相 Inverter の仕組み、その他
inara1
2019/05/03 16:01
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[4823]
inara1さん、こんばんは。
いつもありがとうございます。
inara1さんがアップしてくれた波形画像の一番下の「のこぎり山」の波形についてお願します。
私がエクセルで作った波形
http://mpga.jp/akizuki-fan/data/img/4821.gif
のうち、一番下の信号は、Hブリッジに印加するときは、その極性が反転してマイナス側なので、その上の波形と合わせると、原理として振幅が調整されて、結果として電力が調整できる、というのが理解できます。
でも、この「のこぎり山」の波形についてが、まだ良く理解できません。
この「のこぎり山」の波形のギザギザはどこからそういう風になるのですか？Re^4: 単相 Inverter の仕組み、その他
chy_farm
2019/05/03 23:27
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[4824]
一番下の2つの信号は、ここのYahoo知恵袋
https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q13202137063
の回答にある回路で作れます。オペアンプU2とU3の出力波形がその波形になります。U4の出力（out）は、その2つの波形を差を取ったものです。
＞ この「のこぎり山」の波形のギザギザはどこからそういう風になるのですか？
どういう意味でしょうか。LTspiceで三角波をどうやって作るかということですか。Re^5: 単相 Inverter の仕組み、その他
inara1
2019/05/04 08:41
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[4825]
inara1さん、おはようございます。
>> この「のこぎり山」の波形のギザギザはどこからそういう風になるのですか？
> どういう意味でしょうか。LTspiceで三角波をどうやって作るかということですか。
↑私が理解できているところは、
「正電圧と、負電圧の側に交互に一定の振幅のパルスが出ていて、それらパルスはパルス幅が違う。
このパルス幅を調節することで、電力の調整が可能」
というところです。
ですが、この「のこぎり山」の波形のギザギザでもって、どうして電力の調整が出来るのか、と言うところまで理解がいっていません。
お手数おかけします。Re^6: 単相 Inverter の仕組み、その他
chy_farm
2019/05/04 09:45
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[4826]
inara1さん、お世話になります。
＞V=IF(V(tri)-V(sin)+0.5, {out_L}, {out_H})
↑inara1さんが記述してくれたこちらのコマンドで、「+0.5」は何を意味するのですか？コンパレータのThreshold電圧のことですか？Re^7: 単相 Inverter の仕組み、その他
chy_farm
2019/05/10 15:57
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[4827]
LTspiceで使えるIF関数のthresholdは0.5なので、thresholdを0にするために0.5を足しています。
LTspiceに最初からあるロジック素子（ANDやOR）の論理レベルは、デフォルトでは0Vと1Vなので、0.5Vをthresholdにしているのだと思います。
LTspiceで使える関数は、メニューのHelpか、ファンクションキーのF1を押して出てくるウィンドウの検索タブの空欄にbv（ビヘイビア電圧源）を入れて検索すると、B.Arbitrary・・・が出てくるので、それをWクリックすると出てきます。Re^8: 単相 Inverter の仕組み、その他
inara1
2019/05/11 09:53
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[4828]
inara1さん、こんばんは。
LTspiceのご教示、ありがとうございます。
出て来ました。
どのコマンドも調べて学ばないと理解できません。
１つずつ試してみてます。
先日お伺いしたノコギリ波のことは、いろいろ調べてみましたが、まだ理解出来てません。
ひとまず置いておき、先にＩＧＢＴの方を学ぶことにしました。
ロジックを使って、デッドタイム挿入回路とか、アーム間短絡防止回路とかを学ぶ部分で、inara1さんに教えて頂いていたことが思い出されて理解が楽に出来ています。Re^9: 単相 Inverter の仕組み、その他
chy_farm
2019/05/12 22:47
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[4849]
inara1さん、お世話になります。
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-09805/
秋月にあるIGBTのこれを使いたいのでご教示お願します。
添付に取説から引用図を挙げました。
ゲート･エミッタ間電圧の最大値が±２５Vになっています。
グラフで見ると、8Vから定格の80Aに達してます。
ということは、ゲート･エミッタ間電圧は8V以上であれば働く、という理解で良いでしょうか？
Gateをコントロールするのは、フォトカプラのTLP250Hと、メイン電源からフローティングさせているDC15V電源にさせようとしています。
ですからGateが15Vで働いてくれたら良いです。
別のサイトを読んだら、
https://www.powerelectronics.com/discrete-power-semis/igbts-frequently-asked-questions-faqs
「最低でも１４V,できれば１５V必要だ」と↓書いてありました。
· IGBTs typically have a higher gate-emitter threshold voltage compared to a MOSFET. Also, at elevated temperatures, a higher gate-emitter voltage is required to ensure the device remains in saturation at a given collector current. For both of these reasons, the IGBT’s applied VGE (gate-emitter voltage) should be at least 14 V (preferably 15 V). In case of similarly rated MOSFETs, an applied VGS of 10 V (gate-source voltage) is generally sufficient to ensure saturation across temperature and current.Re^10: 単相 Inverter の仕組み、その他
chy_farm
2019/06/17 13:32
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[4850]
inara1さん、お世話になります。
調べていたら、ルネサスからIGBTのアプリケーションノートが出ていて、こんなのが掲載されていました。Re^11: 単相 Inverter の仕組み、その他
chy_farm
2019/06/18 11:34
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[4853]
IGBTをLTSpiceで記述する方法があるそうなのですが、こちらの方法
http://www.ftp.intusoft.com/articles/Igbt.pdf
では難しくてわかりません。
この方法についてご教示いただければありがたく存じます。Re^12: 単相 Inverter の仕組み、その他
chy_farm
2019/07/09 21:58
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[4854]
以下の(1)～(3)の手順でシミュレーションできます。
(1) WordPadやメモ帳などのテキスト編集ソフトの空白ページに以下の文章を張り付けて、テキスト形式で、IRGBC40U.subというファイル名で、LTspiceXVIIフォルダの中のlibフォルダの中のsubフォルダの中に保存する
.SUBCKT IRGBC40U 71 72 74
* TERMINALS: C G E
* 600 Volt 40 Amp 6.04NS N-Channel IGBT 06-13-1992
Q1 83 81 85 QOUT
M1 81 82 83 83 MFIN L=1U W=1U
DSD 83 81 DO
DBE 85 81 DE
RC 85 71 21.1M
RE 83 73 2.11M
RG 72 82 25.6
CGE 82 83 1.42N
CGC 82 71 1P
EGD 91 0 82 81 1
VFB 93 0 0
FFB 82 81 VFB 1
CGD 92 93 1.41N
R1 92 0 1
D1 91 92 DLIM
DHV 94 93 DR
R2 91 94 1
D2 94 0 DLIM
DLV 94 95 DR 13
RLV 95 0 1
ESD 96 93 POLY(1) 83 81 19 1
MLV 95 96 93 93 SW
LE 73 74 7.5N
.MODEL SW NMOS (LEVEL=3 VTO=0 KP=5)
.MODEL QOUT PNP (IS=377F NF=1.2 BF=5.1 CJE=3.48N
+ TF=24.3N XTB=1.3)
.MODEL MFIN NMOS (LEVEL=3 VMAX=400K THETA=36.1M ETA=2M
+ VTO=5.2 KP=2.12)
.MODEL DR D (IS=37.7F CJO=100P VJ=1 M=.82)
.MODEL DO D (IS=37.7F BV=600 CJO=2.07N VJ=1 M=.7)
.MODEL DE D (IS=37.7F BV=14.3 N=2)
.MODEL DLIM D (IS=100N)
.ENDS
(2) WordPadやメモ帳などのテキスト編集ソフトの空白ページに以下の文章を張り付けて、テキスト形式で、IRGBC40U.asyというファイル名で、LTspiceXVIIフォルダの中のlibフォルダの中のsymフォルダの中に保存する
Version 4
SymbolType BLOCK
LINE Normal -32 32 -32 -32
LINE Normal -64 32 -32 32
LINE Normal -64 32 -64 32
LINE Normal 0 8 0 -7
LINE Normal 0 8 0 8
LINE Normal 0 -16 0 -32
LINE Normal 0 32 0 16
LINE Normal 0 -24 32 -48
LINE Normal 0 24 32 47
LINE Normal 0 0 32 24
LINE Normal 15 -35 19 -44
LINE Normal 25 -36 15 -35
LINE Normal 14 34 27 35
LINE Normal 20 45 14 34
WINDOW 0 148 -2 Bottom 2
WINDOW 3 205 -1 Top 2
SYMATTR Value IRGBC40U
SYMATTR Prefix X
SYMATTR SpiceModel IRGBC40U
SYMATTR Description 2019/07/10 by inara1
SYMATTR ModelFile IRGBC40U.sub
PIN 32 -48 LEFT 8
PINATTR PinName C
PINATTR SpiceOrder 1
PIN -64 32 TOP 8
PINATTR PinName G
PINATTR SpiceOrder 2
PIN 32 48 LEFT 8
PINATTR PinName E
PINATTR SpiceOrder 3
(3) LTspiceを起動 → ①ツールバーのNewSchematic → ② Component → ③ IRGBC40Uを選択 → ⑤ OK → ⑥ 記号を配置（クリック）IGBTをLTspiceで使う
inara1
2019/07/10 10:50
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[4855]
inara1さん
こんばんは。お世話になります。
上手くできました。
ありがとうございました。Re: IGBTをLTspiceで使う
chy_farm
2019/07/10 23:30
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[4856]
入力信号の周波数を変えたら電流値が変化する様子が分かってありがたいです。
IRGBC40U.asyのファイルに
inara1さんの記述が
「Version 4
SYMATTR Description 2019/07/10 by inara1」
ありますね。
inara1さんのオリジナル作品ですか？Re^2: IGBTをLTspiceで使う
chy_farm
2019/07/11 12:53
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[4857]
＞inara1さんのオリジナル作品ですか
オリジナルです。これは類似の記号がなかったので1から作りましたが、同じ記号でシミュレーションモデルだけ変える場合は、モデル名とモデルファイル名と端子アサインなどを変えれば簡単に作れます。Re^3: IGBTをLTspiceで使う
inara1
2019/07/12 08:34
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[4858]
ウィン発振回路をLTSpiceでシミュレーションしています。
右左ともに発振しますが、左には帰還抵抗のところ（白線部分）にダイオードがペアで入っていて、右にはありません。
左は振り切れずに発振しますが、右は振り切れてしまいサイン波の頭が平らです。
この場合のダイオードの働きについて、教えてください。
よろしくお願いします。Wien_Bridge_Oscillator(ウィンブリッジ発振回路)
chy_farm
2019/07/15 22:53
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[4859]
そのダイオードはオペアンプの出力振幅を制限するものです。
正帰還を使った発振回路では、入力信号と同相の出力信号を入力に戻すことで発振させていますが、その状態で放っておくと振幅がどんどん大きくなってしまうので、振幅を抑える機能を入れる必要があります。その方法の1つがダイオードを使ったものです。
添付図の左側はは発振回路の増幅回路部分（非反転増幅回路）を抜き出したものです。入出力特性は直線に見えますが、良く見ると、入力電圧が小さい部分（-1.5V～+1.5V）と大きい部分で傾斜が少し違っています。左下の「出力電圧/入力電圧」のグラフを見ると、入力電圧が小さい部分の電圧利得は3.1、入力電圧が大きい部分の電圧利得は3未満になっています。
このような特性になるのは、入力電圧の大きさによってダイオードが非導通になったり導通したりするからです。出力振幅が小さいときは、ダイオードにかかる電圧が小さいのでダイオードは非導通で、出力振幅が大きいときはダイオードが導通状態になります。
ダイオードが非導通になったときは添付図の右上のように、ダイオードがないのと同じなので、オペアンプの帰還抵抗はR2+R3となります（電圧利得が大きい）。一方、ダイオードが導通したときは添付図の右下のように、ダイオード部分が導通した状態になるので、オペアンプの帰還抵抗はR3だけとなります（電圧利得が小さい）。
ウィーンブリッジ発振回路は電圧利得が3以上で発振し、3未満では発振しなくなるので、入力電圧が-2V～+2Vのときは発振し、入力電圧がその範囲より大きくなると発振しなくなります。その結果、出力振幅がどんどん大きくなることなく一定値に落ち着くようになります。Re: Wien_Bridge_Oscillator(ウィンブリッジ発振回路)
inara1
2019/07/16 05:07
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[4860]
inara1さん、おはようございます。
理解できました。ありがとうございます。
LTSpiceで試みたら、こちらでも確認できました。Re^2: Wien_Bridge_Oscillator(ウィンブリッジ発振回路)
chy_farm
2019/07/16 08:54
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[4861]
LTSpiceで２つの異なる回路図を作りました。
一つ目は右図で、
矩形波から三角波を発振する回路です。
２つ目は左図で、
Wien-Bridgeでサイン波を作り、その後、反転サイン波を描きました。
それぞれシミュレーションすると上手く表示されます。
左の回路に右の回路を継ぎ足したいので、これをコピーペーストする方法を調べましたが、できなかったので（簡単な図ですから）手書きで写しました。
ですが、右の回路を左へ手書きで写した後に、左の追加したほうの回路をシミュレーションしても、もともとのサイン波しか正しく表示されません。矩形波、三角波が表示できません。
推察ですが、初期の電圧０V値のときのStartupが、あとから追加したほうには効いて無いみたいです。
これはどうやったらよいのでしょうか？
この方法を教えてください。
よろしくお願いします。LTSpiceのSimulatonで
chy_farm
2019/07/18 12:07
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[4862]
（一つ前の質問の追伸です。）
前述のその左の回路へ、右の回路を手書きで写した後の追加した回路はこちら（添付回路図）です。
よろしくお願いします。Re: LTSpiceのSimulatonで
chy_farm
2019/07/18 14:43
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[4863]
回路図を別のschematicにコピーするのは簡単です。
(1) 元の回路図と新規回路図を並べておく
(2) 元の回路図のどこかをクリックしてそのウィンドウをactiveにする
(3) ファンクションキーF6を押した後、コピーしたい範囲をマウスカーソルで囲む
(4) 新規回路図のどこかをクリックしてそのウィンドウをactiveにすると、コピーされた回路の輪郭が現れるので、適当な場所でクリックするとコピーされる
コピーしたい範囲をマウスで囲む時、コピー元の回路図の倍率をやや小さくしておくと選択しやすいです。F6を押した後でも回路図の縮小はできます（マウスのスクロールホイールを前方に回すと縮小）。
ファンクションキーを使った以下のショートカットはよく使います。
F6 コピー
F7 移動（配線を切り離して移動）
F8 ドラッグ（配線をつなげたまま移動）→ 部品の位置調整に使う
F9 やり直し
スペースキー Zoom to Fit（適正倍率にする）Re: LTSpiceのSimulatonで
inara1
2019/07/18 15:13
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[4864]
初期の電圧０V値のときのStartupが、あとから追加したほうには効いて無い件は後で確認してみます。Re^2: LTSpiceのSimulatonで
inara1
2019/07/18 15:48
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[4865]
inara1さん、いつもありがとうございます。
> 初期の電圧０V値のときのStartupが、あとから追加したほうには効いて無い件は後で確認してみます。
教えていただいたコピー方法でもう一回同じものを作ったら、上手く表示してくれました。
ありがとうございます。Re^3: LTSpiceのSimulatonで
chy_farm
2019/07/18 18:22
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[4866]
先日教えていただいたIGBTの「IRGBC40U」をシミュレーションするときの要点について教えてください。
回路図は真ん中のでサイン波と三角波を比較しています。
その後でデッドタイムをはさんでいます。
実際はこの後でさらに
IGBT間短絡防止のロジックユニット、
フォトカプラ、
を経由してからIGBTに接続します。
ですが、いまはこれら二つを省いてシミュレーションしています。
緑色のカーブと指示線はサイン波、
黄色はIGBTの#1へ行く信号、
水色のはIGBTの#1から出てきた出力電流です。
黄色のIGBT#1へ行く信号はきれいに出ているのに、
水色のIGBT#1から出てきた出力電流は乱れています。
どうしてこうなってしまうのでしょうか？
試しにIGBTをMOSFETに置き換えても観てみたのですが、もっとひどく乱れてしまいました。
解決方法を教えてください。
よろしくお願いします。LTSpiceでIGBT「IRGBC40U」をシミュレーションするとき
chy_farm
2019/07/19 11:22
*
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[4867]
（一つ前の質問の追伸です）
「IGBT#1」とペアになる「IGBT#4」で同様に試しました（添付図）が、
こちらのほうが乱れがひどいです。
こちらのカーブは一つ前の画像と同様に、
> 黄色はIGBTへ行く信号、
> 水色のはIGBTから出てきた出力電流です。
よろしくお願いします。Re: LTSpiceでIGBT「IRGBC40U」をシミュレーションするとき
chy_farm
2019/07/19 11:39
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[4868]
回路図を書き写すのは面倒なので、回路図ファイル（.asc）の中身を添付図の方法でコピーしてテキストとして張り付けて返信してください。こちらで確認してみます。Re^2: LTSpiceでIGBT「IRGBC40U」をシミュレーションするとき
inara1
2019/07/19 23:51
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[4869]
ありがとうございます。
添付しますのでよろしくお願いします。
質問に挙げた回路では、IGBT#1と、#4とを接続せず、それぞれに個別に負荷抵抗を接続して試しましたが、
こちら↓は、IGBT#1と#4をペア、#3と#4をペアにして接続したものです。
///////////////////
Version 4
SHEET 1 880 1780
WIRE -2544 32 -2592 32
WIRE -2432 32 -2464 32
WIRE -64 48 -64 16
WIRE -384 96 -400 96
WIRE -2592 112 -2592 32
WIRE -2544 112 -2592 112
WIRE -2432 112 -2432 32
WIRE -2432 112 -2480 112
WIRE -2400 112 -2432 112
WIRE -1552 112 -2064 112
WIRE -1360 128 -1360 96
WIRE -1360 128 -1424 128
WIRE -992 128 -1360 128
WIRE -960 128 -992 128
WIRE -672 128 -752 128
WIRE -608 128 -672 128
WIRE -400 128 -400 96
WIRE -400 128 -464 128
WIRE -160 128 -400 128
WIRE -1552 144 -1600 144
WIRE -1488 144 -1488 128
WIRE 208 144 -64 144
WIRE -2736 176 -2784 176
WIRE -2592 176 -2592 112
WIRE -2592 176 -2656 176
WIRE -2544 176 -2592 176
WIRE -2432 176 -2432 112
WIRE -2432 176 -2480 176
WIRE -2400 176 -2432 176
WIRE -2064 176 -2064 112
WIRE -2064 176 -2320 176
WIRE -2016 176 -2064 176
WIRE -1792 176 -1904 176
WIRE -2784 224 -2784 176
WIRE -2592 240 -2592 176
WIRE -2240 240 -2592 240
WIRE -2064 256 -2064 176
WIRE -2064 256 -2176 256
WIRE -2016 256 -2064 256
WIRE -1904 256 -1904 176
WIRE -1904 256 -1936 256
WIRE -1872 256 -1904 256
WIRE -2240 272 -2432 272
WIRE -1712 272 -1712 176
WIRE -1712 272 -1808 272
WIRE -1392 272 -1712 272
WIRE -2912 288 -2912 240
WIRE -2832 288 -2912 288
WIRE -1872 288 -1904 288
WIRE -1200 288 -1200 256
WIRE -1200 288 -1264 288
WIRE -1120 288 -1200 288
WIRE -1600 304 -1600 144
WIRE -1392 304 -1600 304
WIRE -1328 304 -1328 288
WIRE -2912 320 -2912 288
WIRE -2832 320 -2832 288
WIRE -1904 336 -1904 288
WIRE -1712 336 -1712 272
WIRE -1424 336 -1424 128
WIRE -1264 336 -1264 288
WIRE 208 336 208 144
WIRE 208 336 -64 336
WIRE -2432 352 -2432 272
WIRE -2416 352 -2432 352
WIRE -2064 352 -2064 336
WIRE -2064 352 -2272 352
WIRE -384 384 -400 384
WIRE -2432 416 -2432 352
WIRE -2288 416 -2432 416
WIRE -992 416 -992 128
WIRE -960 416 -992 416
WIRE -672 416 -752 416
WIRE -608 416 -672 416
WIRE -400 416 -400 384
WIRE -400 416 -464 416
WIRE -160 416 -400 416
WIRE -2912 432 -2912 400
WIRE -1424 432 -1424 416
WIRE -1264 432 -1264 416
WIRE 32 432 -64 432
WIRE 208 464 208 336
WIRE -2288 496 -2288 480
WIRE -2288 496 -2432 496
WIRE -2432 528 -2432 496
WIRE -2064 528 -2064 480
WIRE -80 656 -80 624
WIRE -384 704 -400 704
WIRE -1120 736 -1120 288
WIRE -992 736 -1120 736
WIRE -960 736 -992 736
WIRE -672 736 -752 736
WIRE -608 736 -672 736
WIRE -400 736 -400 704
WIRE -400 736 -464 736
WIRE -176 736 -400 736
WIRE 208 752 208 544
WIRE 208 752 -80 752
WIRE -1856 768 -1984 768
WIRE -2304 816 -2416 816
WIRE -2144 832 -2144 768
WIRE -2144 832 -2240 832
WIRE -2080 832 -2144 832
WIRE -1984 832 -1984 768
WIRE -1984 832 -2000 832
WIRE -1952 832 -1984 832
WIRE -2304 848 -2352 848
WIRE -1792 848 -1792 768
WIRE -1792 848 -1888 848
WIRE -1680 848 -1680 816
WIRE -1680 848 -1792 848
WIRE -1600 848 -1600 304
WIRE -1600 848 -1680 848
WIRE -1536 848 -1600 848
WIRE -2416 864 -2416 816
WIRE -1952 864 -2000 864
WIRE -2000 928 -2000 864
WIRE 208 944 208 752
WIRE 208 944 -80 944
WIRE -2352 976 -2352 848
WIRE -2144 976 -2144 912
WIRE -2144 976 -2352 976
WIRE -2064 976 -2144 976
WIRE -1792 976 -1792 848
WIRE -1792 976 -1984 976
WIRE -384 992 -400 992
WIRE -992 1024 -992 736
WIRE -960 1024 -992 1024
WIRE -672 1024 -752 1024
WIRE -608 1024 -672 1024
WIRE -400 1024 -400 992
WIRE -400 1024 -464 1024
WIRE -176 1024 -400 1024
WIRE 16 1040 -80 1040
FLAG -2832 320 0
FLAG -2912 432 -12V
FLAG -2912 160 +12V
FLAG -2208 224 +12V
FLAG -2208 288 -12V
FLAG -2432 528 0
FLAG -2784 224 0
FLAG -2016 176 Sine_out
FLAG -2064 528 0
FLAG -2400 112 Diode_Voltage_Yellow
FLAG -2592 112 Diode_Voltage_Blue
FLAG -1840 240 +12V
FLAG -1840 304 -12V
FLAG -1904 336 0
FLAG -1712 336 Inverted_Sine_out
FLAG -2000 928 0
FLAG -2416 864 0
FLAG -2144 768 Rectangle_Wave
FLAG -1680 816 Triangle_Wave
FLAG -1920 816 +12V
FLAG -2272 800 +12V
FLAG -2272 864 -12V
FLAG -1920 880 -12V
FLAG -1520 96 +12V
FLAG -1520 160 -12V
FLAG -1360 256 +12V
FLAG -1360 320 -12V
FLAG -1424 432 0
FLAG -1264 432 0
FLAG -1536 848 Triangle_out
FLAG -1360 96 Comparator-1_out
FLAG -1200 256 Comparator-2_out
FLAG -672 192 0
FLAG -672 480 0
FLAG -1104 -16 0
FLAG -464 208 0
FLAG -464 496 0
FLAG -672 800 0
FLAG -672 1088 0
FLAG -464 816 0
FLAG -464 1104 0
FLAG -672 944 +5V
FLAG -672 656 +5V
FLAG -672 48 +5V
FLAG -672 336 +5V
FLAG -1104 -96 +5V
FLAG -384 992 Input_to_IGBT-4
FLAG -384 704 Input_to_IGBT-3
FLAG -384 384 Input_to_IGBT-2
FLAG -384 96 Input_to_IGBT-1
FLAG 256 -80 +140V
FLAG -64 16 +140V
FLAG -80 624 +140V
FLAG 256 0 GND_140V
FLAG 32 432 GND_140V
FLAG 16 1040 GND_140V
SYMBOL res -2560 16 M90
WINDOW 0 57 26 VBottom 2
WINDOW 3 32 81 VTop 2
SYMATTR InstName R23
SYMATTR Value 1k
SYMBOL res -2304 192 M270
WINDOW 0 32 56 VTop 2
WINDOW 3 0 56 VBottom 2
SYMATTR InstName R24
SYMATTR Value 4.7k
SYMBOL res -2640 160 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R25
SYMATTR Value 2.7k
SYMBOL cap -2304 416 R0
SYMATTR InstName C16
SYMATTR Value 0.1ｵ
SYMBOL cap -2272 336 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName C17
SYMATTR Value 0.1ｵ
SYMBOL res -2320 336 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R26
SYMATTR Value 30k
SYMBOL res -2448 400 R0
SYMATTR InstName R27
SYMATTR Value 30k
SYMBOL voltage -2912 144 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName V2
SYMATTR Value 12V
SYMBOL voltage -2912 304 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName V4
SYMATTR Value 12V
SYMBOL diode -2544 96 M90
WINDOW 0 51 5 VBottom 2
WINDOW 3 26 54 VTop 2
SYMATTR InstName D1
SYMBOL diode -2480 192 M270
WINDOW 0 -22 61 VTop 2
WINDOW 3 5 10 VBottom 2
SYMATTR InstName D2
SYMBOL Opamps\\LT1001 -2208 192 R0
SYMATTR InstName U1
SYMBOL zener -2080 416 R0
WINDOW 0 -29 19 Left 2
WINDOW 3 34 20 Left 2
SYMATTR InstName D3
SYMBOL zener -2048 416 R180
WINDOW 0 31 21 Left 2
WINDOW 3 -17 19 Left 2
SYMATTR InstName D4
SYMBOL res -2080 240 R0
SYMATTR InstName R1
SYMATTR Value 1k
SYMBOL Opamps\\LT1001 -1840 208 R0
SYMATTR InstName U2
SYMBOL res -1920 240 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R2
SYMATTR Value 15k
SYMBOL res -1696 160 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R3
SYMATTR Value 15k
SYMBOL Opamps\\AD549 -1920 784 R0
SYMATTR InstName U3
SYMBOL Opamps\\AD549 -2272 768 R0
SYMATTR InstName U4
SYMBOL res -1984 816 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R4
SYMATTR Value 15k
SYMBOL res -2128 928 R180
WINDOW 0 35 37 Left 2
WINDOW 3 -34 32 Left 2
SYMATTR InstName R5
SYMATTR Value 20k
SYMBOL cap -1792 752 R90
WINDOW 0 11 4 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName C1
SYMATTR Value 0.015ｵ
SYMBOL res -1968 960 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R6
SYMATTR Value 15k
SYMBOL Opamps\\LT1001 -1520 64 R0
WINDOW 3 -97 13 Left 2
SYMATTR InstName U5
SYMBOL Opamps\\LT1001 -1360 224 R0
WINDOW 3 -95 21 Left 2
SYMATTR InstName U6
SYMBOL res -1440 320 R0
SYMATTR InstName R7
SYMATTR Value 10k
SYMBOL res -1280 320 R0
SYMATTR InstName R8
SYMATTR Value 10k
SYMBOL diode -1488 112 M90
WINDOW 0 9 57 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName D5
SYMBOL diode -1328 272 M90
WINDOW 0 10 57 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName D6
SYMBOL DigitalLogic\\INV_1 -944 416 R0
SYMATTR InstName U7
SYMBOL DigitalLogic\\BUF_1 -944 128 R0
SYMATTR InstName U8
SYMBOL DigitalLogic\\BUF_1 -512 128 R0
SYMATTR InstName U9
SYMBOL diode -752 112 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName D7
SYMBOL diode -752 400 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName D8
SYMBOL res -800 112 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R9
SYMATTR Value 200
SYMBOL res -800 400 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R10
SYMATTR Value 200
SYMBOL res -512 112 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R11
SYMATTR Value 1k
SYMBOL res -656 144 R180
WINDOW 0 36 76 Left 2
WINDOW 3 36 40 Left 2
SYMATTR InstName R12
SYMATTR Value 3k
SYMBOL cap -688 128 R0
SYMATTR InstName C2
SYMATTR Value 0.0027ｵF
SYMBOL DigitalLogic\\BUF_1 -512 416 R0
SYMATTR InstName U10
SYMBOL res -512 400 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R13
SYMATTR Value 1k
SYMBOL res -656 432 R180
WINDOW 0 36 76 Left 2
WINDOW 3 36 40 Left 2
SYMATTR InstName R14
SYMATTR Value 3k
SYMBOL cap -688 416 R0
SYMATTR InstName C3
SYMATTR Value 0.0027ｵF
SYMBOL voltage -1104 -112 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName V1
SYMATTR Value 5V
SYMBOL res -480 112 R0
SYMATTR InstName R15
SYMATTR Value 1k
SYMBOL res -480 400 R0
SYMATTR InstName R16
SYMATTR Value 1k
SYMBOL DigitalLogic\\INV_1 -944 1024 R0
SYMATTR InstName U11
SYMBOL DigitalLogic\\BUF_1 -944 736 R0
SYMATTR InstName U12
SYMBOL DigitalLogic\\BUF_1 -512 736 R0
SYMATTR InstName U13
SYMBOL diode -752 720 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName D9
SYMBOL diode -752 1008 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName D10
SYMBOL res -800 720 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R17
SYMATTR Value 200
SYMBOL res -800 1008 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R18
SYMATTR Value 200
SYMBOL res -512 720 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R19
SYMATTR Value 1k
SYMBOL res -656 752 R180
WINDOW 0 36 76 Left 2
WINDOW 3 36 40 Left 2
SYMATTR InstName R20
SYMATTR Value 3k
SYMBOL cap -688 736 R0
SYMATTR InstName C4
SYMATTR Value 0.0027ｵF
SYMBOL DigitalLogic\\BUF_1 -512 1024 R0
SYMATTR InstName U14
SYMBOL res -512 1008 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R21
SYMATTR Value 1k
SYMBOL res -656 1040 R180
WINDOW 0 36 76 Left 2
WINDOW 3 36 40 Left 2
SYMATTR InstName R22
SYMATTR Value 3k
SYMBOL cap -688 1024 R0
SYMATTR InstName C5
SYMATTR Value 0.0027ｵF
SYMBOL res -480 720 R0
SYMATTR InstName R28
SYMATTR Value 1k
SYMBOL res -480 1008 R0
SYMATTR InstName R29
SYMATTR Value 1k
SYMBOL IGBT\\IGBT40U -96 96 R0
SYMATTR InstName U15
SYMBOL IGBT\\IGBT40U -96 384 R0
WINDOW 3 203 -1 Top 2
SYMATTR InstName U16
SYMBOL IGBT\\IGBT40U -112 704 R0
SYMATTR InstName U17
SYMBOL IGBT\\IGBT40U -112 992 R0
SYMATTR InstName U18
SYMBOL voltage 256 -96 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName V3
SYMATTR Value 140V
SYMBOL res 192 448 R0
SYMATTR InstName R30
SYMATTR Value 8
TEXT -2736 520 Left 2 !.tran 2 startup
TEXT -1760 960 Left 4 ;Triangle Wave
//////////////////Re^3: LTSpiceでIGBT「IRGBC40U」をシミュレーションするとき
chy_farm
2019/07/20 08:25
-
[4870]
こちらでシミュレーションしてみました。
bufferとinverterの記号がこちらの環境にはないものですが、何を使っていますか。添付図では74HC04で代用しています。
回路図の右端のGND_140Vと+140Vの電位が定義されていません。Input_to_IGBT-4とGND_140Vの波形は添付図のようになりました。Input_to_IGBT-4の電圧はGNDが基準ですが、GND_140Vは基準電位がないので、Input_to_IGBT-4の電圧に引きずられて変動しています。GND_140Vは回路GNDとしてはいけないのでしょうか。Re^4: LTSpiceでIGBT「IRGBC40U」をシミュレーションするとき
inara1
2019/07/21 11:29
*
-
[4871]
この回路は、GND_140Vと+140Vが電気的に浮いているだけでなく、IGBTのゲート駆動回路にも問題がありそうです。
IGBTのG-E間に6V以上の電圧をかけないとIGBTがONにならないのですが、この回路ではロジックICの出力電圧が5Vなので、GND_140Vを0Vにすると、ローサイドのIGBTがONになりません。
ハイサイドのIGBTも、ゲート電圧をエミッタ電圧（100V以上動く）より6V以上高くしなければならないのにそうなっていません。
まず、ゲートドライブの部分がちゃんと動作するようにしたほうがいいと思います。
この回路は素子数が多いのでシミュレーションがなかなか進みません。ゲートドライブの検討だけなら、正弦波や三角波発生回路をなくして、信号発生器（電圧源）で発生させた単純な矩形波でシミュレーションすれば時間を短縮できると思います。Re^5: LTSpiceでIGBT「IRGBC40U」をシミュレーションするとき
inara1
2019/07/21 13:54
-
[4872]
ゲートドライブ回路はトランジスタでも作れますが、専用のゲートドライバ
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-06210/
を使えばデッドタイムも入れてくれるので簡単です。上のICは耐圧が600Vあるので140VにつながったIGBTを駆動することは可能です。ただしロジック信号の電圧は5Vでなく10V～20Vになります。Re^6: LTSpiceでIGBT「IRGBC40U」をシミュレーションするとき
inara1
2019/07/21 14:18
-
[4873]
ありがとうございます。
BufferとInverterは、なかなか見つからなかったので、やっと見つけたインドの設計者が作ったものをダウンロードして使っていました。ですから記号が74で始まるものではなく、なんとか探したいと思っていました。
今日は米国のサイトを探していたらYahoo!の米国サイトにLTspiceの同好者が集まった会があって、そこからダウンロードすることができました。それで今は74HC04を使うことができました。
おかげさまで、GND_140Vと+140Vの電位のところを直したら信号がきれいに出るようになりました。GND_140Vは回路GNDとしました。
正弦波や三角波発生回路は省略してシミュレーションしたらなるほど時間が早くなりました。
専用のゲートドライバのご案内をありがとうございます。実際にはこれを使って組み立てていこうと思います。
ゲートドライブについてのアドバイスをありがとうございます。
ロジックICの出力電圧が5Vなので、この電圧を規定の電圧まで上げるにはオプトカプラを回路図に書き入れてシミュレーションすべきでしょうか。
試しに使ってみたオプトカプラはスパイスLTspiceにデフォルトで組み込まれていたアナログデバイセズのものです。
今日は午後からずっとチャレンジしてきたのですが、まだここの部分がうまくいっていません。Re^7: LTSpiceでIGBT「IRGBC40U」をシミュレーションするとき
chy_farm
2019/07/21 22:56
-
[4874]
IGBT#1と#4を接続してはじめて上手く信号が合成された感じです。
ロジックICの出力電圧が5Vなので、この電圧を規定の電圧まで上げのに、はじめLTSpiceにbuilt-inのオプトカプラ（４N25）を使ってみましたが、上手く使うことができませんでした。
それで代わりに負帰還で2倍にして、それからVoltage-Followerを通過させました。
でも、サイン波が正から負（又は負から正）に切り替わる前で雑音が出ています。Re^8: LTSpiceでIGBT「IRGBC40U」をシミュレーションするとき
chy_farm
2019/07/23 10:02
*
-
[4875]
IGBT#1と#4のペア、#3と#2のペアを接続して、やっとはじめて交流のPWMが上手く合成できました。Re^9: LTSpiceでIGBT「IRGBC40U」をシミュレーションするとき
chy_farm
2019/07/23 18:48
*
-
[4876]
LTSpiceでOptocouplerを使う方法を教えてください。
手元に秋月で購入したTLP250
http://akizukidenshi.com/download/TLP250.pdf
があります。
LTSpiceでは「CNY17」というモデルがありました。構造は同じであろうと推察して、TLP250取説の図5のようにLTSpice上で接続してみましたが、出力が出ません。
それで、米国のサイトを調べたら、
https://electronics.stackexchange.com/questions/180485/how-to-get-3-3-output-voltage-in-pc817-opto-coupler
LTSpiceでは、GNDを接続していませんでした。
同じようにGNDを省いたら上手く出力します。
これはどういうわけがあるのでしょうか？
よろしくお願いします。LTSpiceでOptocouplerを使うとき
chy_farm
2019/07/25 21:11
*
-
[4877]
CNY17は使ったことがありません。
TLP250はトーテムポール出力型、CNY17はオープンコレクタ出力型なので全く違います。
TLP250のSPICEモデルは公開されていませんが、同じトーテムポール型で同様の性能のTLP2355のLTspice用のモデルと記号ファイルがここにあります。
https://toshiba.semicon-storage.com/jp/product/opto/photocoupler/detail.TLP2355.html
シミュレーションモデルは暗号化されているので中を見れませんが、添付画像のように問題なくシミュレーションできます。TLP2355.modをsubフォルダに、TLP2355.asyをsymフォルダの中のOptosフォルダの中に移動させればシミュレーションできます。Re: LTSpiceでOptocouplerを使うとき
inara1
2019/07/26 11:00
*
-
[4878]
それぞれは違う型式だったんですか、
ありがとうございます。
TLP2355のLTspice用のモデルの記号ファイル、ありがとうございました。
お蔭様でできました。
.modでは読み込めない様子だったので、.libファイルに変えたらできました。Re^2: LTSpiceでOptocouplerを使うとき
chy_farm
2019/07/26 13:46
*
-
[4879]
International rectifierのゲートドライブICの記事を見つけました。
http://www.irf.com/technical-info/designtp/jpmotorinv.pdf
説明は三相用のIR2137と言うICですけれど、勉強になります。Re^3: LTSpiceでOptocouplerを使うとき
chy_farm
2019/07/28 06:17
-
[4880]
アドバイス頂いたハーフブリッジドライバーを使いたいと、シミュレーションを試みていますが、上手くいきません。
どこが間違っているでしょうか？
教えていただいたドライバーにLTSpice用のモデルが見つからなくて、代わりにデフォルトで入っているLT1336を試しています。
https://www.analog.com/en/products/lt1336.html#product-overview
入力信号は、
サイン波と三角波とをコンパレータ１で比較したもの
をハイサイドへ、
反転サイン波と三角波とをコンパレータ２で比較したものを、さらに反転させたもの
をローサイドへ
入力しています。
たぶんIGBTの接続が悪いのだろうと思ったのですが、LT1336の出力ピンですでに出力が上手く出ません。
サンプルは以下です。
ご教示よろしくお願いいたします。
///////////////
Version 4
SHEET 1 5524 2560
WIRE -736 -320 -800 -320
WIRE -640 -320 -736 -320
WIRE -128 -320 -576 -320
WIRE -496 -272 -672 -272
WIRE -464 -272 -496 -272
WIRE -304 -272 -384 -272
WIRE -80 -272 -304 -272
WIRE -672 -256 -672 -272
WIRE -80 -256 -80 -272
WIRE -496 -224 -496 -272
WIRE -304 -224 -304 -272
WIRE 224 -176 224 -208
WIRE -832 -160 -880 -160
WIRE -736 -160 -736 -320
WIRE -736 -160 -768 -160
WIRE -672 -160 -672 -176
WIRE -672 -160 -736 -160
WIRE -624 -160 -672 -160
WIRE -128 -160 -128 -320
WIRE -128 -160 -176 -160
WIRE -80 -160 -80 -192
WIRE -80 -160 -128 -160
WIRE -736 -112 -736 -160
WIRE -672 -96 -672 -160
WIRE -624 -96 -672 -96
WIRE -128 -96 -176 -96
WIRE -48 -96 -128 -96
WIRE 48 -96 32 -96
WIRE 128 -96 48 -96
WIRE -80 -80 -80 -160
WIRE 48 -80 48 -96
WIRE -128 -32 -128 -96
WIRE -128 -32 -176 -32
WIRE -736 32 -736 -32
WIRE -624 32 -736 32
WIRE -608 32 -624 32
WIRE -80 32 -80 -16
WIRE -80 32 -176 32
WIRE 48 32 48 0
WIRE 48 32 -80 32
WIRE 224 32 224 -80
WIRE 224 32 48 32
WIRE 256 32 224 32
WIRE 400 32 336 32
WIRE -1424 80 -1968 80
WIRE 224 80 224 32
WIRE -1232 96 -1232 64
WIRE -1232 96 -1296 96
WIRE -1008 96 -1232 96
WIRE -624 96 -784 96
WIRE -128 96 -176 96
WIRE -1424 112 -1472 112
WIRE -624 160 -736 160
WIRE -128 160 -128 96
WIRE -128 160 -176 160
WIRE -48 160 -128 160
WIRE 48 160 32 160
WIRE 128 160 48 160
WIRE -1664 176 -1776 176
WIRE 48 176 48 160
WIRE -1968 256 -1968 80
WIRE -1888 256 -1968 256
WIRE -1776 256 -1776 176
WIRE -1776 256 -1808 256
WIRE -1744 256 -1776 256
WIRE -1968 272 -1968 256
WIRE -1584 272 -1584 176
WIRE -1584 272 -1680 272
WIRE -1552 272 -1552 240
WIRE -1552 272 -1584 272
WIRE -1264 272 -1552 272
WIRE -544 272 -544 224
WIRE -400 272 -400 224
WIRE -400 272 -544 272
WIRE -256 272 -256 224
WIRE -256 272 -400 272
WIRE 48 272 48 256
WIRE 48 272 -256 272
WIRE 224 272 224 176
WIRE 224 272 48 272
WIRE -1744 288 -1776 288
WIRE -1072 288 -1072 256
WIRE -1072 288 -1136 288
WIRE -1008 288 -1072 288
WIRE -736 288 -736 160
WIRE -736 288 -896 288
WIRE -1472 304 -1472 112
WIRE -1264 304 -1472 304
WIRE 48 304 48 272
WIRE 224 304 224 272
WIRE -1776 336 -1776 288
WIRE -1296 336 -1296 96
WIRE -1136 336 -1136 288
WIRE -1968 400 -1968 352
WIRE -896 416 -896 400
WIRE -1296 432 -1296 416
WIRE -1136 432 -1136 416
WIRE -704 464 -704 448
WIRE -1504 512 -1504 480
WIRE -1504 512 -1680 512
WIRE -1472 512 -1472 304
WIRE -1472 512 -1504 512
WIRE -896 512 -896 496
WIRE -816 512 -896 512
WIRE -896 528 -896 512
WIRE -816 544 -816 512
WIRE -704 576 -704 544
WIRE -1680 624 -1680 592
WIRE -896 640 -896 608
FLAG -816 544 0
FLAG -896 640 -12V
FLAG -896 400 +12V
FLAG -1968 400 0
FLAG -1712 240 +12V
FLAG -1712 304 -12V
FLAG -1776 336 0
FLAG -1552 240 Inverted_Sine_out
FLAG -1504 480 Triangle_Wave
FLAG -1392 64 +12V
FLAG -1392 128 -12V
FLAG -1232 256 +12V
FLAG -1232 320 -12V
FLAG -1296 432 0
FLAG -1136 432 0
FLAG -1232 64 Comparator-1_out
FLAG -1072 256 Comparator-2_out
FLAG -1680 624 0
FLAG -704 576 0
FLAG -704 448 +141V
FLAG 224 304 0
FLAG -800 -320 +12V
FLAG 400 32 0
FLAG -880 -160 0
FLAG 224 -208 +141V
FLAG 48 304 0
SYMBOL voltage -896 400 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName V2
SYMATTR Value 12V
SYMBOL voltage -896 512 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName V4
SYMATTR Value 12V
SYMBOL Opamps\\LT1001 -1712 208 R0
SYMATTR InstName U2
SYMBOL res -1792 240 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R2
SYMATTR Value 15k
SYMBOL res -1568 160 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R3
SYMATTR Value 15k
SYMBOL Opamps\\LT1001 -1392 32 R0
WINDOW 3 -97 13 Left 2
SYMATTR InstName U5
SYMBOL Opamps\\LT1001 -1232 224 R0
WINDOW 3 -95 21 Left 2
SYMATTR InstName U6
SYMBOL res -1312 320 R0
SYMATTR InstName R7
SYMATTR Value 10k
SYMBOL res -1152 320 R0
SYMATTR InstName R8
SYMATTR Value 10k
SYMBOL diode -1360 80 M90
WINDOW 0 9 57 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName D5
SYMBOL diode -1200 272 M90
WINDOW 0 10 57 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName D6
SYMBOL DigitalLogic\\74HC\\74hc04 -960 32 R0
SYMATTR InstName U29
SYMBOL DigitalLogic\\74HC\\74hc04 -848 32 R0
SYMATTR InstName U30
SYMBOL voltage -1968 256 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
WINDOW 3 -71 111 Left 2
SYMATTR InstName V1
SYMATTR Value SINE(0 7 50 0 0 0 50)
SYMBOL voltage -1680 496 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName V3
SYMATTR Value PULSE(-8 8 0 0.25m 0.25m 0 0.5m 100)
SYMBOL IGBT\\IGBT40U 192 -128 R0
WINDOW 0 68 -8 Bottom 2
WINDOW 3 111 -1 Top 2
SYMATTR InstName U4
SYMBOL DigitalLogic\\74HC\\74hc04 -960 224 R0
SYMATTR InstName U11
SYMBOL IGBT\\IGBT40U 192 128 R0
WINDOW 0 68 3 Bottom 2
WINDOW 3 109 6 Top 2
SYMATTR InstName U23
SYMBOL res 32 -96 R0
SYMATTR InstName R39
SYMATTR Value 2k
SYMBOL voltage -704 448 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName V5
SYMATTR Value 141V
SYMBOL res 32 160 R0
SYMATTR InstName R38
SYMATTR Value 2k
SYMBOL res 48 -112 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R45
SYMATTR Value 100
SYMBOL res 48 176 M270
WINDOW 0 32 56 VTop 2
WINDOW 3 0 56 VBottom 2
SYMATTR InstName R48
SYMATTR Value 100
SYMBOL PowerProducts\\LT1336 -400 0 R0
SYMATTR InstName U1
SYMBOL res 352 16 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R1
SYMATTR Value 8
SYMBOL diode -640 -336 M90
WINDOW 0 0 32 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName D1
SYMBOL ind -368 -288 R90
WINDOW 0 5 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName L1
SYMATTR Value 200ｵ
SYMBOL diode -96 -256 R0
SYMATTR InstName D2
SYMBOL cap -768 -176 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName C1
SYMATTR Value 10ｵ
SYMBOL cap -96 -80 R0
SYMATTR InstName C2
SYMATTR Value 1ｵ
SYMBOL res -688 -272 R0
SYMATTR InstName R4
SYMATTR Value 2
SYMBOL res -752 -128 R0
SYMATTR InstName R5
SYMATTR Value 3
TEXT -1560 776 Left 2 !.tran 25m startup
TEXT -1632 624 Left 4 ;Triangle Wave
TEXT -1560 720 Left 2 !.include 74HC.lib
TEXT -920 40 Left 5 ;#1
TEXT -920 232 Left 5 ;#4LTSpiceでLT1336(Half-Bridge-Driver）を使うとき
chy_farm
2019/08/01 23:50
-
[4881]
＞どこが間違っているでしょうか？
解析時間を1秒程度に変更して、C2の容量を0.1μFに変更して、LT1336のBoost端子電圧が電源電圧を下回るまで待てば動作し始めます。入力信号もその時間まで与え続けてください（パルス数を制限しているようですが）。
過渡解析の「Start external DC supply voltage at 0V」のチェックを外してシミュレーションすればLT1336はすぐに起動します。
LT1336のInTopとInBotto端子に5Vの信号を入れても動作します。74HC04は7V以上の電源電圧にできないので、74HC04に12Vの信号を入れるのは実際にはできません。オペアンプの電源電圧を±5Vにして、ロジックICの電源電圧を5Vにすれば問題ありません。LT1336は5Vでは動作しないので、LT1336の電源電圧は12Vにする必要があります。Re: LTSpiceでLT1336(Half-Bridge-Driver）を使うとき
inara1
2019/08/02 07:27
*
-
[4882]
inara1さん、
お世話になります。
お蔭様でうまくシミュレーションできたようです。
相当シミュレーションが重たいようで、PCがメモリー不足、というダイアログが出てしまいました。
それで半分しか進行しませんでしたが、半分だけ観た様子ではPWM変換できている様子です。Re^2: LTSpiceでLT1336(Half-Bridge-Driver）を使うとき
chy_farm
2019/08/02 18:59
*
-
[4884]
お世話になります。
その後、２１０８で実験しています。
試しにDC１０VをIGBTへ印加してみたら、こうなりました。IRS2108(Half-Bridge-Driver）を使ってみました
chy_farm
2019/08/18 21:21
*
-
[4885]
この後は、実際に１４１VをInputして実験したいので、その前にスナバー回路を追加しようとしています。
手元のサンプル回路によれば、ここに使うダイオードはSchottky Barrier Diodeを使え、となっています。
この部分は、ハイサイドのゲート電圧に、141Vが加わる部分で、そのOFFのときにスパイクが出るとすると200Vにはなってしまうのでは、、、と考えました。
そうすると、ショットキーダイオードは耐圧の高いものにしなければならないのかも、と考えました。
そうすると、秋月では次の二つがありますが、一つ目は４個買うと3200円もします。
ＳｉＣショットキーバリアダイオード ６５０Ｖ２０Ａ
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-13750/
ショットキーダイオード（１５０Ｖ２０Ａ）
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-06169/
二つ目（画像に挿入のもの）は安価ですが、これを直列で使用するとか、、、はできるのでしょうか？Re: IRS2108(Half-Bridge-Driver）を使ってみました
chy_farm
2019/08/18 21:33
*
-
[4886]
そのダイオードは寄生インダクタンスの逆起電力吸収用ですか。だとしたら、順方向電流が20Aと大きなものは必要ないと思います（常時その電流が流れるわけではないので）。そのダイオードに最大どれくらいの電流が流れるかシミュレーションしてみれば分かると思います。
耐圧は2倍くらいの余裕を取って300Vくらいは必要ですが、順方向電流は連続で1A程度、単パルスで数十Aのものでいいと思います。これ
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00934/
がいいと思います。
ダイオードは直列にしてはいけません。逆方向リーク電流は同じではないので、リーク電流が小さいほうに大きな電圧がかかってしまうので、電圧が二等分される保証はありません。Re^2: IRS2108(Half-Bridge-Driver）を使ってみました
inara1
2019/08/19 05:01
-
[4887]
Inra1さん、 お世話になります。
> http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00934/
> がいいと思います。
ありがとうございます。コレ、4個だけ手元にあったのをエミッタ<--->コレクタ間に1つずつ使ってしまいました。もう少し買っておけばよかったです。
手元に大昔買ったシリコンダイオードが何種類かあります。ところがラベルがなくなってしまい、どれがどういう耐圧なのかが分かりません。
抵抗やコンデンサのように、単体になってしまってからもわかる表示が何かあるのでしょうか?
この件、ネットで調べてみましたが、まだ見つけられません。
> ダイオードは直列にしてはいけません。逆方向リーク電流は同じではないので、リーク電流が小さいほうに大きな電圧がかかってしまうので、電圧が二等分される保証はありません
↑ツェナーダイオードは、大きいツェナー電圧を得ようとすると雑音が大きくなるので、小さい電圧のものを直列で使えば良い、と読んだことがあります。
ツェナーダイオードだけは直列オーケーということがあるのでしょうか?
それとも私の記憶違いだったのでしょうか?
よろしくお願いします。Re^3: IRS2108(Half-Bridge-Driver）を使ってみました
chy_farm
2019/08/19 08:30
*
-
[4890]
ダイオードの種類の件は、種類を手当たり次第に調べてみたら、いくつか候補がありました。
1つは白地に青のカソードマーキングがしてある日立のV09Eというタイプ、
1つはルネサスのガラス封入タイプのものでスイッチング用にみえました。
日立のV09Eとしても、Vrrmが 400ボルトしかありませんから、やはり教えていただいた1000ボルト用を買い足すことにしました。Re^4: IRS2108(Half-Bridge-Driver）を使ってみました
chy_farm
2019/08/20 13:17
-
[4892]
直流電流が戻ってくるIGBTのローサイドのグランドに、ホール素子の電流センサー、LEM社の「HAS50」を置いて、それをアルディーノで読み込ませて表示しようと考えています。このセンサーは0ボルトから5ボルトまでボルトで電圧値で出力するようになっていて、5ボルトで50アンペアの表示です。ですから10ミリボルトの出力で100ミリアンペアの表示と読みます。
ところがオシロスコープで試みに出力電流の安定性を見たら、平均値的にはまあまあの値ですけれども、雑音が多くて小さい値の時に安定しません。
183Ωの抵抗値があるはんだごてに16ボルトの直流電流を通したら、画像のような雑音でした。
このユニットが調整ダイヤルが少しずれていて、導通していないときのオフセット値が15ミリアンペア位ありました。このオフセット値を調整するのが厄介で、0を中心として± 5ミリボルト分程度はフラフラしています。
実際に単相の誘導モーターで使用するときには、10ー20アンペア位は行くと思うのでもう少しはっきりした値が出ると期待していますが、もう少し安定性が欲しいところです。
このような雑音を除去してもう少しきれいな値を取り出すにはどのようにしたら良いのでしょうか?
ご教示よろしくお願いします。ホール素子の電流センサーと雑音
chy_farm
2019/08/23 18:34
*
-
[4893]
秋月電商のホール素子の電流センサ
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-12292/
を使ったことがありますが、ノイズが大きくて使い物になりませんでした。このセンサの場合は、センサ自身のノイズが大きいのが理由ですが、HAS50の場合はどうでしょうか。
電流を流さないとき（入力端子開放のとき）のノイズを見てみてください。そのときIGBTの動作は止めてください（IGBTからの飛び込みノイズと区別するため）。それでノイズが小さければ、次にセンサの入力端子を開放した状態のままで、IGBTを動作させてみてください。そのときノイズが大きくなるようなら誘導ノイズです（IGBT回路に流れる電流で交流磁界が発生して、それがセンサ回路に混入して電流ノイズになっている）。
出力にローパスフィルタを入れれば高周波ノイズは低減できますが、パルス電流を見たいときにはそれでは波形がなまってしまいます。
10mΩくらいの抵抗を挿入して、その両端の電圧差を計装アンプで増幅するという方法はどうでしょうか。この抵抗
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-01886/
は許容損失が1Wなので最大電流は10Aですが、常時10A流さなければ使えると思います。
計装アンプは、以前、筋電計で使ったLT1167
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02789/
でいいと思いますが、この方法では入出力間が絶縁されないので、電流測定点の電圧が計装アンプの電源電圧範囲にないと使えません。電流測定点がIGBTのローサイドのグランドなら、LT1167の電源電圧を±5Vくらいにすれば大丈夫です。
10mΩに10A流したときの電圧降下は0.1Vなので、LT1167の差動ゲイン設定を1倍にすれば0.1V、10倍にすれば1Vの出力電圧が得られます。Re: ホール素子の電流センサーと雑音
inara1
2019/08/24 11:06
-
[4894]
inara1さん、こんばんは。お世話になります。
IGBTと周辺の回路をセットしようとして、ちょうど今接続を全部外したところでした。それでIGBTを稼働させることができないので、電源センサーの方だけ切り離して対策を考えています。
導通させていないときのセンサの示す値は、ピークtoピークで10ミリボルト位ありますし、スパイクのようなものもかなりあって、スパイクを入れると30ミリボルト位の幅になってしまいます。
オシロではなくてデジタルテスターを使えば、何とかそれなりの安定性で示してくれていますけど、もともとの値がこのような雑音の多いものですから、0ボルトを調整するのもなかなか骨が折れます。
使用するモーターは15アンペア位から18アンペア位のもので、コンプレッサや、ちょっと大きめな真空ポンプなどの用途に使っています。それから玄米を精米するときの精米機の20アンペアのモーターに使うこともあります。
なので10アンペアではちょっと少なすぎで、もう少し大きな容量が欲しいところです。IGBTやブリッジダイオードは50アンペアに揃えました。
計装アンプを使うという事は、コモン-モード-リジェクションで雑音を取り除くという意味ですね。Re^2: ホール素子の電流センサーと雑音
chy_farm
2019/08/24 23:48
-
[4895]
＞導通させていないときのセンサの示す値は、ピークtoピークで10ミリボルト位ありますし、スパイクのようなものもかなりあって、スパイクを入れると30ミリボルト位
それだと上の波形
http://mpga.jp/akizuki-fan/index.php?mode=image&file=4892.jpg
とほぼ同じになります。ということはオシロで観測されているのは電流センサ自身のノイズではないでしょうか。
HAS50の電気的特性は検索しても見つかりませんでしたが、この種のセンサは周波数特性が制限されていて、スパイクノイズなどの高周波ノイズは発生しないはずです。それが出ているということは、スパイクノイズが外部から混入したものだからだと思います。センサ周辺や測定系をシールドする必要があるのではないでしょうか。
> オシロではなくてデジタルテスターを使えば、何とかそれなりの安定性で示してくれています
デジタルテスタのAC電圧モードでは信号を平均化しているので、スパイクノイズのような短時間しか出ない信号はあまり影響しません。
＞ 計装アンプを使うという事は、コモン-モード-リジェクションで雑音を取り除くという意味
そうですが、コモン-モード除去能力は周波数が高いほど落ちてくるので、スパイクノイズのような高周波ノイズは残るかもしれません。Re^3: ホール素子の電流センサーと雑音
inara1
2019/08/25 09:56
-
[4896]
inara1さん、こんばんは。お世話になります。
> HAS50の電気的特性は検索しても見つかりませんでしたが、この種のセンサは周波数特性が制限されていて、スパイクノイズなどの高周波ノイズは発生しないはずです。それが出ているということは、スパイクノイズが外部から混入したものだからだと思います。センサ周辺や測定系をシールドする必要があるのではないでしょうか。
検索にお時間を使わせてしまってすみません。
ホール素子というのは外部からの影響に左右される割合が大きいのですね。少し前に磁力センサーを使った時もこんな感じでした。
計装アンプを使ってもノイズを拾うなら、少し古いですがmoving iron ammeterを使って観察したほうが楽かもしれません。値がアバウトですが、モーターの電流ですからそれほどシビアな測定ではないので。Re^4: ホール素子の電流センサーと雑音
chy_farm
2019/08/25 21:32
-
[4897]
inara1さん、こんばんは。お世話になります。」
8月24日に3点アドバイスを頂きました。
①
＞10mΩくらいの抵抗を挿入して、その両端の電圧差を計装アンプで増幅するという方法
＞この抵抗
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-01886/
は許容損失が1Wなので最大電流は10Aですが、常時10A流さなければ使える
②
＞計装アンプは、以前、筋電計で使ったLT1167
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02789/
でいい
＞この方法では入出力間が絶縁されないので、電流測定点の電圧が計装アンプの電源電圧範囲にないと使えません。電流測定点がIGBTのローサイドのグランドなら、LT1167の電源電圧を±5Vくらいにすれば大丈夫です。
③
＞10mΩに10A流したときの電圧降下は0.1Vなので、LT1167の差動ゲイン設定を1倍にすれば0.1V、10倍にすれば1Vの出力電圧が得られます。
私は一度はMoving-Iron-Ammeterを使用すれば用が足りるのでは、と考えましたが、過電流検出回路と、遮断回路をつけなければならないことを忘れていました。
オリジナルの教本によれば、過電流検出回路は１０A対応になっているので、50mΩのセメント抵抗で５Wとして使っています。この電圧降下をコンパレータで比較して、リレーで遮断するようにしています。
私のは２０A仕様が目標なので、10mΩのチップ抵抗を並列に10個並べて1mΩの１０Wとすれば、21.5Aまで適応しますから、20Aで遮断するのにちょうどいい、と考えてみました。
この並列抵抗の電圧降下が20Aのときに20mVですから、これをオペアンプで100倍して２Vにして検出し、同時に電流値表示にアルディーノで表示させる、
という方法は現実的でしょうか？Re^5: ホール素子の電流センサーと雑音
chy_farm
2019/08/28 18:24
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[4899]
Common Mode Rejectionを使って雑音を取り去ることと、
電流測定用の抵抗を小さくすることとを調べていたら、今回使用したInternational Rectifire社のIRS2108
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-06209/
のシリーズのアプリケーションノートに、最近開発された「IR2171」という電流測定用のICが取り上げられていました。
それでこの「IR2171」という電流測定用ICの取説を読んでいくと、もっと新しい「IR2175」を推奨する、とありました。
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir2171.pdf
それでさらに新しい「IR2175」のアプリケーションノート「AN-1052」
https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-an-IR2175-Using_the_IR217x_Linear_Current_Sensing_ICs-Application%C2%A0Notes-v01_00-EN.pdf?fileId=5546d462696dbf1201699408eff4092a
を読むと、この電流測定用ICはCommon Mode Rejectionを使って雑音を減らしている様子です。
これはありがたい、使いたいなぁ、、、と説明書きを読んでいます。
この説明書きには、
センシング抵抗からのインプット信号は最大で260ミリボルトなので、
例えば10アンペアだったら 26ミリΩを使用せよ、
と指示してあります。
ということは私の試作機の場合、20アンペアですからその半分の13ミリΩです。
この小さい抵抗で電流値を電圧で検出して、さらにそれをPWMにして、これを使ってローサイドのIGBTをコントロールする、と言っています。
ですがこの辺がまだ理解できません。これは一体どういうことを言っているのでしょうか?電流検出IC「IR2175」について
chy_farm
2019/09/12 17:26
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[4937]
ここまでの報告
先日来質問で助けて頂いた過電流検出回路の件は、その後、自分の技術レベルではHAS50-Sというホール素子のセンサーを使うほうが実現しやすいと考えて試行錯誤してみました。
HAS50-Sからの電流値変換電圧信号は、そのままではノイズがひどかったので、これを４次のPassiveFilterで雑音を減少させ、
それをコンパレータに入力して、
ここからリレーで遮断するようにしました。
電流値の表示はArduinoのライブラリーにちょうど良いサンプルがいくつかあって、これの１つを使いました。HAS50-Sの検出カーブがリニアでは無かったので、電流値の帯域毎に係数を探してプルグラムに入れたら、まずまずの値を示してくれています。
今日の質問
さて、これからDC141Vに変換した直流電流を、実際にIGBTのHブリッジに通電させる実験なのです。
回路図の概略をアップしました。
この段になって２つのGND（高い電圧のGNDと、低い電圧のGND）を接続させるのに充分に確かめてからでないと、やや自身が無いのです。
図の２つの薄い赤線部分です。
１ヶ月まえの直流電流を通電する実験では、IGBTのCollectorーEmitter間に通電するのに、アイソレーショントランスを介して絶縁したKikusuiの70VのCC-CV電流を使いました。
このときのSine-Triangle波発生ユニットや、Comparator、Half-Bridgeなどのコントロール関係は、上記のCC-CV機とは異なるCC-CVからの電源を使用しました。
これは上手くいって、まあまあのきれいな波形が確認出来ましたし、PWM変換された出力でLEDも指定周波数で点滅するように出来ました。
でも今度はDC141Vに変換した直流電流ですし、コントロール関係に使う
電源だって同じAC電源から引いています。
一番不安なのは、IGBTのLowSideで、「高い電圧のGND」と、「低い電圧のGND」を接続させるときに、二つのGNDの間にもしも高い電位差があればマズイのでは、、、と不安です。
「高い電圧のGND」とは、IGBTのCollectorに接続する電流のGNDで、
「低い電圧のGND」とは、コントロール関係の電源のGNDです。
それを観察するのに、図中、
緑点ターミナルをアイソレーションしたオシロのGNDに、
青点ターミナルを、このオシロのプローブ１に、
赤点ターミナルを、このオシロのプローブ２に
接続して波形を観ました。
その波形を次にアップします。
すると40V近くも電位差があり、５０Hzの振動がそのまま反映されています。
コントロール関係のGNDはAC電源のほとんど中点ですから、そう理解すればこの電位差が理解出来るような気になります。
でも、それだって上記した質問のように、図の薄赤線部分で「高い電圧のGND」と「低い電圧のGND」を接続して良いのかどうか、不安です。
これはどう考えたら良いのでしょうか。
ご教示、よろしくお願いします。IGBT周辺のGND接続について
chy_farm
2019/10/04 23:04
*
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[4938]
１つ前に記述した下記の件の波形図をアップします。
> それを観察するのに、図中、
> 緑点ターミナルをアイソレーションしたオシロのGNDに、
> 青点ターミナルを、このオシロのプローブ１に、
> 赤点ターミナルを、このオシロのプローブ２に
> 接続して波形を観ました。
> その波形を次にアップします。
>
> すると40V近くも電位差があり、５０Hzの振動がそのまま反映されています。
----------
> これはどう考えたら良いのでしょうか。
> ご教示、よろしくお願いします。Re: IGBT周辺のGND接続について
chy_farm
2019/10/04 23:13
*
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[4950]
このグラウンドの問題は解決できました。
次の課題はIGBTのゲート容量と、ハーフブリッジの出力電流の関係です。
そのことを知らないで組み立ててしまったら、ハーフブリッジの出力がIGBTのゲート容量にマッチングしなくて、 たかだか12キロヘルツのキャリア波なのに一部PWMに欠損が出てしまいました。
50アンペアのゲート容量は3500ピコファラドで、これは15ボルトまで昇圧させるのに電荷が
3500pF x 15 = 5.25 x 10^-8
必要でした。
ところがハーフブリッジのほうの出力電流が最小値で120ミリアンペア、平均値で290ミリアンペアでしたから、もし最小値で稼働して、最も小さいPWMパルス幅が例えば0.25マイクロセコンドだったとすると、
ハーフブリッジが供給できる電荷は
0.25 x 10^-6 x 120 x 10^-3 = 3 x 10^-8
となります。
そうすると
5.25 x 10^-8 > 3 x 10^-8
ですから、ハーフブリッジの出力電流が間に合わないことになります。
と言うことで、新たに小さめの出力のIGBTに変更しようとしています。Re^2: IGBT周辺のGND接続について
chy_farm
2019/10/16 23:56
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[4964]
inara1さん、お世話になります。
OK Waveのほうで、このタイトルで質問をあげさせてもらいました。
https://okwave.jp/qa/q9683319.html
一件の回答をもらいましたが、具体策が示されていないのでどのように解決したらよいのか分かりません。
LT Spiceのプログラムも添えましたので、inara1さんのいつもの具体的で分かりやすいご教示、どうぞよろしくお願いします。LT Spiceでフローティング電源を使いたい
chy_farm
2019/11/26 15:45
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[4966]
OK Waveの質問を見ました。
回路図ファイルの中身がWIRE 992で終わっているのでシミュレーションできません。こちら（秋月ファンクラブ掲示板)に全文貼ってください。
回路シミュレーションは完全絶縁ではありません。浮いているノードには非常に高い抵抗値（デフォルトは10^12Ω）が自動的に入ります。そうしないと過渡解析での初期値計算ができませんから。
LTspiceのメニューのSimulate → Control Panel → SPICEタブで表示されたウィンドウのGminがその高抵抗になります（Gminは抵抗の逆数のコンダクタンスなので1e-012は10^12Ωの抵抗になります）。
Time step too smallは浮いていない普通の回路でもときどき出ます。初期条件を強制的に設定するとか、非常に速い入力信号を入れない、抵抗値を少し変えるなどで回避できることがありますが、回路図が分かればこちらで試行してみます。
OK Waveではシミュレーションできなくても、ウンチクだけで回答する人がいるようですね。Yahoo知恵袋にもいますが、そういうヒトは回路図が読めても読めなくても能書きばかりで具体的な回答ができないヒトです。Re: LT Spiceでフローティング電源を使いたい
inara1
2019/11/27 13:03
-
[4967]
inara1さん、こんばんは。いつもお世話になります。
プログラムが途中で終わっているのに気が付きませんでした、失礼いたしました。
今帰ったところなので、早速見直して正しいプログラムをこちらにアップいたします。
よろしくお願いいたします。Re^2: LT Spiceでフローティング電源を使いたい
chy_farm
2019/11/27 21:13
-
[4968]
inara1さん、お世話になります。
プログラムが中途で、失礼いたしました。
下記に再トライします。
よろしくお願いします。
//////////////////////////////
Version 4
SHEET 1 5524 2560
WIRE 912 -336 736 -336
WIRE 992 -336 912 -336
WIRE 1072 -336 992 -336
WIRE 1232 -336 1232 -368
WIRE 1232 -336 1072 -336
WIRE 1392 -336 1232 -336
WIRE 1472 -336 1392 -336
WIRE 1536 -336 1472 -336
WIRE 1728 -336 1536 -336
WIRE 912 -304 912 -336
WIRE 992 -304 992 -336
WIRE 1472 -304 1472 -336
WIRE 1536 -304 1536 -336
WIRE 736 -272 736 -336
WIRE 848 -272 736 -272
WIRE 1728 -272 1728 -336
WIRE 1728 -272 1632 -272
WIRE 848 -256 848 -272
WIRE 1632 -256 1632 -272
WIRE 912 -224 912 -240
WIRE 992 -224 992 -240
WIRE 992 -224 912 -224
WIRE 1136 -224 992 -224
WIRE 1472 -224 1472 -240
WIRE 1472 -224 1328 -224
WIRE 1536 -224 1536 -240
WIRE 1536 -224 1472 -224
WIRE -992 -192 -1024 -192
WIRE -592 -192 -592 -224
WIRE -592 -192 -624 -192
WIRE -528 -192 -592 -192
WIRE -256 -192 -336 -192
WIRE -208 -192 -256 -192
WIRE 384 -192 352 -192
WIRE 480 -192 464 -192
WIRE 512 -192 480 -192
WIRE 624 -192 592 -192
WIRE 688 -192 624 -192
WIRE 992 -192 992 -224
WIRE 1472 -192 1472 -224
WIRE 1808 -192 1776 -192
WIRE -64 -176 -144 -176
WIRE 480 -176 480 -192
WIRE 848 -176 848 -192
WIRE 848 -176 736 -176
WIRE 912 -176 912 -224
WIRE 1136 -176 1136 -224
WIRE 1328 -176 1328 -224
WIRE 1536 -176 1536 -224
WIRE 1632 -176 1632 -192
WIRE 1728 -176 1632 -176
WIRE -208 -160 -336 -160
WIRE 16 -160 0 -160
WIRE 112 -160 16 -160
WIRE 128 -160 112 -160
WIRE -64 -144 -128 -144
WIRE -1824 -128 -1824 -144
WIRE -1744 -128 -1824 -128
WIRE -1824 -112 -1824 -128
WIRE -1744 -96 -1744 -128
WIRE 352 -96 352 -192
WIRE 352 -96 304 -96
WIRE -336 -64 -336 -160
WIRE -256 -64 -256 -192
WIRE 112 -64 80 -64
WIRE 480 -64 480 -96
WIRE 480 -64 304 -64
WIRE 624 -64 480 -64
WIRE 736 -64 736 -176
WIRE 736 -64 624 -64
WIRE 992 -64 992 -128
WIRE 992 -64 736 -64
WIRE 1472 -64 1472 -128
WIRE 1728 -64 1728 -176
WIRE 1728 -64 1472 -64
WIRE 1824 -64 1728 -64
WIRE 80 -32 80 -64
WIRE 736 0 736 -64
WIRE 992 0 736 0
WIRE 1200 0 992 0
WIRE 1472 0 1280 0
WIRE 1728 0 1728 -64
WIRE 1728 0 1472 0
WIRE 992 48 992 0
WIRE 1072 48 1072 -336
WIRE 1392 48 1392 -336
WIRE 1472 48 1472 0
WIRE -256 64 -256 48
WIRE -208 64 -256 64
WIRE -1696 80 -1696 32
WIRE -1376 80 -1696 80
WIRE -64 80 -144 80
WIRE 736 80 736 0
WIRE 848 80 736 80
WIRE 1728 80 1728 0
WIRE 1728 80 1632 80
WIRE -1248 96 -1296 96
WIRE -1120 96 -1184 96
WIRE -1024 96 -1024 -192
WIRE -1024 96 -1120 96
WIRE -992 96 -1024 96
WIRE -768 96 -880 96
WIRE -592 96 -592 48
WIRE -592 96 -624 96
WIRE -528 96 -592 96
WIRE -336 96 -336 48
WIRE -208 96 -336 96
WIRE 32 96 0 96
WIRE 112 96 32 96
WIRE 848 96 848 80
WIRE 1632 96 1632 80
WIRE -1376 112 -1520 112
WIRE -64 112 -112 112
WIRE 992 144 992 112
WIRE 1072 144 1072 128
WIRE 1072 144 992 144
WIRE 1392 144 1392 128
WIRE 1472 144 1472 112
WIRE 1472 144 1392 144
WIRE 384 160 304 160
WIRE 480 160 464 160
WIRE 512 160 480 160
WIRE 624 160 592 160
WIRE 688 160 624 160
WIRE 1888 160 1776 160
WIRE -1328 176 -1328 144
WIRE 480 176 480 160
WIRE 848 176 848 160
WIRE 848 176 736 176
WIRE 992 176 992 144
WIRE 1472 176 1472 144
WIRE 1632 176 1632 160
WIRE 1728 176 1632 176
WIRE -1696 192 -1696 160
WIRE 112 192 80 192
WIRE 336 192 304 192
WIRE -1120 208 -1120 176
WIRE 80 224 80 192
WIRE 336 288 336 192
WIRE 480 288 480 256
WIRE 480 288 336 288
WIRE 624 288 480 288
WIRE 736 288 736 176
WIRE 736 288 624 288
WIRE 912 288 912 -96
WIRE 912 288 736 288
WIRE 992 288 992 240
WIRE 992 288 912 288
WIRE 1136 288 1136 -96
WIRE 1136 288 992 288
WIRE 1328 288 1328 -96
WIRE 1472 288 1472 240
WIRE 1472 288 1328 288
WIRE 1536 288 1536 -96
WIRE 1536 288 1472 288
WIRE 1728 288 1728 176
WIRE 1728 288 1536 288
WIRE 1904 288 1728 288
WIRE 736 320 736 288
WIRE 1728 320 1728 288
WIRE -1872 416 -1872 368
WIRE -1376 416 -1872 416
WIRE -1200 432 -1296 432
WIRE -1104 432 -1136 432
WIRE -1024 432 -1024 400
WIRE -1024 432 -1104 432
WIRE -992 432 -1024 432
WIRE -592 432 -592 400
WIRE -592 432 -624 432
WIRE -528 432 -592 432
WIRE -256 432 -336 432
WIRE -208 432 -256 432
WIRE 384 432 352 432
WIRE 480 432 464 432
WIRE 512 432 480 432
WIRE 624 432 592 432
WIRE 1808 432 1808 -192
WIRE 1808 432 624 432
WIRE -1520 448 -1520 112
WIRE -1376 448 -1520 448
WIRE -112 448 -112 112
WIRE -112 448 -144 448
WIRE -208 464 -336 464
WIRE 32 464 32 96
WIRE 112 464 32 464
WIRE 480 464 480 432
WIRE -1328 512 -1328 480
WIRE -336 512 -336 464
WIRE -256 512 -256 432
WIRE -1872 528 -1872 496
WIRE 352 528 352 432
WIRE 352 528 304 528
WIRE -1520 544 -1520 448
WIRE -1520 544 -1552 544
WIRE -1104 544 -1104 512
WIRE 112 560 80 560
WIRE 480 560 480 544
WIRE 480 560 304 560
WIRE 624 560 480 560
WIRE 1824 560 1824 -64
WIRE 1824 560 624 560
WIRE 80 592 80 560
WIRE -1520 656 -1520 624
WIRE -256 672 -256 624
WIRE -208 672 -256 672
WIRE 384 672 352 672
WIRE 480 672 464 672
WIRE 512 672 480 672
WIRE 624 672 592 672
WIRE 1888 672 1888 160
WIRE 1888 672 624 672
WIRE -128 688 -128 -144
WIRE -128 688 -144 688
WIRE -1024 704 -1024 432
WIRE -992 704 -1024 704
WIRE -768 704 -880 704
WIRE -592 704 -592 656
WIRE -592 704 -624 704
WIRE -528 704 -592 704
WIRE -336 704 -336 624
WIRE -208 704 -336 704
WIRE 16 704 16 -160
WIRE 112 704 16 704
WIRE 480 704 480 672
WIRE 352 768 352 672
WIRE 352 768 304 768
WIRE 112 800 80 800
WIRE 480 800 480 784
WIRE 480 800 304 800
WIRE 624 800 480 800
WIRE 1904 800 1904 288
WIRE 1904 800 624 800
WIRE 80 832 80 800
FLAG -1824 -32 -5
FLAG -1824 -224 +5
FLAG -1872 368 Inverted_Sine_out
FLAG -1552 544 Triangle_Wave
FLAG -1024 400 Comparator-2_out
FLAG -1120 -224 +141
FLAG 736 320 0
FLAG 1232 -368 +141
FLAG -1584 -224 +15_1
FLAG -1360 48 +5
FLAG -1360 144 -5
FLAG -1696 32 Sine_out
FLAG -592 -304 +5
FLAG -592 -32 +5
FLAG -592 320 +5
FLAG -592 576 +5
FLAG 1728 320 0
FLAG -1584 -144 COM_1
FLAG 80 -32 COM
FLAG 80 224 COM
FLAG 80 592 COM
FLAG 80 832 COM
FLAG -592 768 COM
FLAG -592 496 COM
FLAG -592 160 COM
FLAG -592 -128 COM
FLAG -1104 544 COM
FLAG -1120 -144 0
FLAG -1744 -96 COM
FLAG -1872 528 COM
FLAG -1520 656 COM
FLAG -1696 192 COM
FLAG -1120 208 COM
FLAG -1360 384 +5
FLAG -1360 480 -5
FLAG -1328 176 COM
FLAG -1328 512 COM
FLAG -1328 48 +5
FLAG -1328 384 +5
FLAG -1456 -224 +15_2
FLAG -1456 -144 COM_2
FLAG -1328 -224 +15_3
FLAG 304 -160 +15_1
FLAG 480 -64 COM_1
FLAG 304 464 +15_2
FLAG 304 96 +15_3
FLAG 304 704 +15_3
FLAG 480 560 COM_2
FLAG -1328 -144 COM_3
FLAG 480 288 COM_3
FLAG 480 800 COM_3
SYMBOL voltage -1824 -240 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName V2
SYMATTR Value 5
SYMBOL voltage -1824 -128 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName V4
SYMATTR Value 5
SYMBOL diode -1248 80 M90
WINDOW 0 9 57 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName D5
SYMBOL diode -1200 416 M90
WINDOW 0 10 57 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName D6
SYMBOL DigitalLogic\\74HC\\74hc04 -944 -256 R0
SYMATTR InstName U29
SYMBOL DigitalLogic\\74HC\\74hc04 -832 -256 R0
SYMATTR InstName U30
SYMBOL voltage -1520 528 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
WINDOW 3 -186 140 Left 2
SYMATTR Value PULSE(-2 2 0 100u 100u 0 200u 150)
SYMATTR InstName V3
SYMBOL DigitalLogic\\74HC\\74hc04 -944 32 R0
SYMATTR InstName U11
SYMBOL res 464 -192 R0
WINDOW 0 -34 99 Left 2
SYMATTR InstName R39
SYMATTR Value 2k
SYMBOL voltage -1120 -240 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName V5
SYMATTR Value 141
SYMBOL res 464 160 R0
WINDOW 0 -38 98 Left 2
SYMATTR InstName R38
SYMATTR Value 2k
SYMBOL res 480 -208 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R45
SYMATTR Value 4.7
SYMBOL res 480 176 M270
WINDOW 0 32 56 VTop 2
WINDOW 3 0 56 VBottom 2
SYMATTR InstName R48
SYMATTR Value 4.7
SYMBOL voltage -1584 -240 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName V6
SYMATTR Value 15
SYMBOL diode -624 -208 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName D1
SYMBOL res -608 -320 R0
SYMATTR InstName R4
SYMATTR Value 2k
SYMBOL res -608 -48 R0
SYMATTR InstName R5
SYMATTR Value 2k
SYMBOL cap -608 -192 R0
SYMATTR InstName C1
SYMATTR Value 2n
SYMBOL cap -608 96 R0
SYMATTR InstName C2
SYMATTR Value 2n
SYMBOL DigitalLogic\\74HC\\74hc04 -400 -256 R0
SYMATTR InstName U2
SYMBOL DigitalLogic\\74HC\\74hc04 -400 32 R0
SYMATTR InstName U5
SYMBOL res -672 -208 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R9
SYMATTR Value 200
SYMBOL diode -624 80 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName D2
SYMBOL res -672 80 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R10
SYMATTR Value 200
SYMBOL res -432 -208 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R13
SYMATTR Value 1k
SYMBOL res -432 80 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R14
SYMATTR Value 1k
SYMBOL DigitalLogic\\74HC\\74hc04 -944 368 R0
SYMATTR InstName U6
SYMBOL DigitalLogic\\74HC\\74hc04 -832 368 R0
SYMATTR InstName U8
SYMBOL DigitalLogic\\74HC\\74hc04 -944 640 R0
SYMATTR InstName U10
SYMBOL diode -624 416 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName D3
SYMBOL res -608 304 R0
SYMATTR InstName R15
SYMATTR Value 2k
SYMBOL res -608 560 R0
SYMATTR InstName R16
SYMATTR Value 2k
SYMBOL cap -608 432 R0
SYMATTR InstName C3
SYMATTR Value 2n
SYMBOL DigitalLogic\\74HC\\74hc04 -400 368 R0
SYMATTR InstName U12
SYMBOL DigitalLogic\\74HC\\74hc04 -400 640 R0
SYMATTR InstName U13
SYMBOL res -672 416 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R17
SYMATTR Value 200
SYMBOL diode -624 688 R90
WINDOW 0 0 32 VBottom 2
WINDOW 3 32 32 VTop 2
SYMATTR InstName D4
SYMBOL res -672 688 R90
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WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R18
SYMATTR Value 200
SYMBOL res -432 416 R90
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WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R19
SYMATTR Value 1k
SYMBOL res -432 688 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R20
SYMATTR Value 1k
SYMBOL DigitalLogic\\AND_2 -176 -176 R0
SYMATTR InstName U18
SYMBOL DigitalLogic\\AND_2 -176 80 R0
SYMATTR InstName U19
SYMBOL DigitalLogic\\74HC\\74hc04 -192 -16 R90
SYMATTR InstName U20
SYMBOL DigitalLogic\\74HC\\74hc04 -400 0 R270
SYMATTR InstName U21
SYMBOL DigitalLogic\\AND_2 -176 448 R0
SYMATTR InstName U22
SYMBOL DigitalLogic\\AND_2 -176 688 R0
SYMATTR InstName U24
SYMBOL DigitalLogic\\74HC\\74hc04 -192 560 R90
SYMATTR InstName U25
SYMBOL DigitalLogic\\74HC\\74hc04 -400 576 R270
SYMATTR InstName U26
SYMBOL Optos\\4N25 208 -96 R0
SYMATTR InstName U16
SYMBOL Optos\\4N25 208 160 R0
SYMATTR InstName U17
SYMBOL res 464 448 R0
WINDOW 0 -23 96 Left 2
SYMATTR InstName R1
SYMATTR Value 2k
SYMBOL res 464 688 R0
WINDOW 0 -27 95 Left 2
SYMATTR InstName R2
SYMATTR Value 2k
SYMBOL res 480 416 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R3
SYMATTR Value 4.7
SYMBOL res 480 688 M270
WINDOW 0 32 56 VTop 2
WINDOW 3 0 56 VBottom 2
SYMATTR InstName R6
SYMATTR Value 4.7
SYMBOL Optos\\4N25 208 528 R0
SYMATTR InstName U7
SYMBOL Optos\\4N25 208 768 R0
SYMATTR InstName U9
SYMBOL res 1296 -16 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R11
SYMATTR Value 100
SYMBOL voltage -1696 64 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName V1
SYMATTR Value SINE(0 2 50 0 0 0 2)
SYMBOL cap -608 704 R0
SYMATTR InstName C4
SYMATTR Value 2n
SYMBOL voltage -1872 400 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName V7
SYMATTR Value SINE(0 -2 50 0 0 0 2)
SYMBOL res -1120 416 R0
SYMATTR InstName R8
SYMATTR Value 10k
SYMBOL res -1136 80 R0
SYMATTR InstName R7
SYMATTR Value 10k
SYMBOL nmos 688 -272 R0
SYMATTR InstName M1
SYMBOL nmos 688 80 R0
SYMATTR InstName M2
SYMBOL nmos 1776 -272 M0
SYMATTR InstName M3
SYMBOL nmos 1776 80 M0
SYMATTR InstName M4
SYMBOL Comparators\\LT1715 -1344 96 R0
WINDOW 3 69 71 Left 2
SYMATTR InstName U1
SYMBOL Comparators\\LT1715 -1344 432 R0
SYMATTR InstName U3
SYMBOL diode 864 -192 R180
WINDOW 0 24 64 Left 2
WINDOW 3 24 0 Left 2
SYMATTR InstName D7
SYMBOL diode 864 160 R180
WINDOW 0 24 64 Left 2
WINDOW 3 24 0 Left 2
SYMATTR InstName D8
SYMBOL diode 1648 160 R180
WINDOW 0 24 64 Left 2
WINDOW 3 24 0 Left 2
SYMATTR InstName D9
SYMBOL diode 1648 -192 R180
WINDOW 0 24 64 Left 2
WINDOW 3 24 0 Left 2
SYMATTR InstName D10
SYMBOL cap 976 -304 R0
SYMATTR InstName C5
SYMATTR Value 0.1ｵ
SYMBOL diode 976 -192 R0
SYMATTR InstName D11
SYMBOL diode 976 48 R0
SYMATTR InstName D13
SYMBOL cap 976 176 R0
SYMATTR InstName C7
SYMATTR Value 0.1ｵ
SYMBOL res 1056 32 R0
SYMATTR InstName R12
SYMATTR Value 500
SYMBOL res 1120 -192 R0
SYMATTR InstName R21
SYMATTR Value 500
SYMBOL cap 1488 -304 M0
SYMATTR InstName C6
SYMATTR Value 0.1ｵ
SYMBOL diode 1488 -192 M0
SYMATTR InstName D12
SYMBOL diode 1488 48 M0
SYMATTR InstName D14
SYMBOL cap 1488 176 M0
SYMATTR InstName C8
SYMATTR Value 0.1ｵ
SYMBOL res 1408 32 M0
SYMATTR InstName R22
SYMATTR Value 500
SYMBOL res 1344 -192 M0
SYMATTR InstName R23
SYMATTR Value 500
SYMBOL zener 608 -192 R0
SYMATTR InstName D15
SYMBOL zener 640 -64 R180
WINDOW 0 24 64 Left 2
WINDOW 3 24 0 Left 2
SYMATTR InstName D16
SYMBOL zener 608 160 R0
SYMATTR InstName D17
SYMBOL zener 640 288 R180
WINDOW 0 24 64 Left 2
WINDOW 3 24 0 Left 2
SYMATTR InstName D18
SYMBOL zener 608 432 R0
SYMATTR InstName D19
SYMBOL zener 640 560 R180
WINDOW 0 24 64 Left 2
WINDOW 3 24 0 Left 2
SYMATTR InstName D20
SYMBOL zener 608 672 R0
SYMATTR InstName D21
SYMBOL zener 640 800 R180
WINDOW 0 24 64 Left 2
WINDOW 3 24 0 Left 2
SYMATTR InstName D22
SYMBOL res 896 -192 R0
SYMATTR InstName R24
SYMATTR Value 160
SYMBOL cap 896 -304 R0
SYMATTR InstName C9
SYMATTR Value 1n
SYMBOL res 1520 -192 R0
SYMATTR InstName R26
SYMATTR Value 160
SYMBOL cap 1520 -304 R0
SYMATTR InstName C11
SYMATTR Value 1n
SYMBOL DigitalLogic\\AND_2 -32 -160 R0
SYMATTR InstName U4
SYMBOL DigitalLogic\\AND_2 -32 96 R0
SYMATTR InstName U14
SYMBOL res 608 -208 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R25
SYMATTR Value 33
SYMBOL res 608 144 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R27
SYMATTR Value 33
SYMBOL res 608 416 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R28
SYMATTR Value 33
SYMBOL res 608 656 R90
WINDOW 0 0 56 VBottom 2
WINDOW 3 32 56 VTop 2
SYMATTR InstName R29
SYMATTR Value 33
SYMBOL voltage -1456 -240 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName V8
SYMATTR Value 15
SYMBOL voltage -1328 -240 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName V9
SYMATTR Value 15
TEXT -1264 672 Left 2 !.tran 0 20m 0 10
TEXT -1264 640 Left 2 !.include 74HC.lib
TEXT 560 -368 Left 4 ;High-Side IGBT_1
TEXT 1520 -368 Left 4 ;High-Side IGBT_2
TEXT 552 56 Left 4 ;Low-Side IGBT_1
TEXT 1544 48 Left 4 ;Low-Side IGBT_2Re^3: LT Spiceでフローティング電源を使いたい
chy_farm
2019/11/27 21:34
-
[4969]
回路図ファイルは読めましたが、chy_farmさんのPCにしかないデバイス（ダイオード、ツェナーダイオード、ロジック素子）の記号が参照されていてエラーになるので、こちらにある同等のものに置き換えました。
こちらで実行すると途中でTime step too smallエラーが発生しました。回路規模が大きいのでシミュレーション速度はかなり遅いです。エラーとなったのは、一番下のフォトカプラです（AND素子とフォトカプラが直結されていますが、現実にはこういうことはしないでください）。
コンパレータの出力が変化する瞬間にかなり大きなスパイクノイズが発生するようで、このノイズが出るタイミングでエラーとなります。エラーの原因は分かりませんが、フォトカプラ前後で信号処理が全く違うので、添付図のように、スイッチング信号を発生させる部分だけを抜き出してシミュレーションしたところ、エラーなしで最後まで実行できました。。Re^4: LT Spiceでフローティング電源を使いたい
inara1
2019/11/28 03:58
*
-
[4970]
回路全体でシミュレーションしてみました。GNDを共通とし、ANDとフォトカプラの間に抵抗を入れ、フォトカプラのベース端子を開放にしたらエラーは出なくなりました。
シミュレーションの波形はフォトカプラの入力電圧とMOS FETのゲート電圧ですが、フォトカプラの応答があまり良くないようです。Re^5: LT Spiceでフローティング電源を使いたい
inara1
2019/11/28 06:52
*
-
[4971]
inara1さん、おはようございます。
エラーが出ないで出来ました！！
ありがとうございます。
>GNDを共通とし、
↑共通でよかったのですね。実際は制御回路と、141Vが流れる回路を別にしているので、別なのだろうと考えていました。
いくつか質問させてください。
質問１：
>ANDとフォトカプラの間に抵抗を入れ、
↑実際上も、このように抵抗を入れたほうが電流が安定するとか、フォトカプラの動作が安定するとか、そういうことはありますか？
質問２：
>フォトカプラのベース端子を開放にしたらエラーは出なくなりました。
↑実際はそれぞれのベース端子をそれぞれのCOM_n端子に接続しているのに、Spiceではこうなるのですね。不思議です。
質問３：
ANDの後の接続は、実際は「a」を添付図の左下黄色枠のように、おなじく「b」をやはりこの図のように、それぞれ対角線上のHigh-SideとLow-Sideに入力しています。
inara1さんが手直ししてくださった接続は、「a」を両方のHigh-Sideに、「b」を両方のLow-Sideに接続していただいています。これにはどのような意味があるのですか？
ご教示よろしくお願いします。Re^6: LT Spiceでフローティング電源を使いたい
chy_farm
2019/11/28 10:08
*
-
[4972]
＞↑共通でよかったのですね。
シミュレーションのときはGND共通でいいです。
＞実際上も、このように抵抗を入れたほうが電流が安定するとか、フォトカプラの動作が安定するとか、そういうことはありますか？
抵抗は100%入れます。LEDの電流制限と同じです。抵抗を入れないとフォトカプラの1次側に数十mAの電流が流れます。この電流の絶対最大定格はフォトカプラごとに決まっているので、その半分を超えないような抵抗を入れてください。
＞質問2
フォトカプラのベース端子はエラーとは無関係かもしれません。延滞回路で実行するつシミュレーション時間がかなりかかるので、個別に検証
＞質問3
そこはこちらの間違いかもしれません。Re^7: LT Spiceでフローティング電源を使いたい
inara1
2019/11/28 10:32
-
[4976]
inara1さん、
いろいろご教示、ありがとうございます。
フォトカプラの直前の抵抗が必要なこと、ありがとうございます。inara1さんには、ずーと以前からトランジスタとかを使用する前にデータを良く読むように指導していただいているのに、頻繁に肝心なことがおろそかになってしまいます。
では、早速またシミュレーションしてみます。
もう一点この同じ回路で、4つ目の質問、ご教示お願します。
質問４：
実際の回路で、添付図の青枠内のベース端子（COM_1、COM_2）にオシロのGND端子を接続して、二つのプローブをそれぞれに、緑矢印の High-Side IGBTの１と、２とのベース端子接続して波形を観ています。
このときの波形が添付図の下側のものです。
これと同じようにシミュレーションして、波形をみたいのですが、どのようにセットアップすれば見ることができるのでしょうか？
どうぞよろしくお願いします。Re^8: LT Spiceでフローティング電源を使いたい
chy_farm
2019/11/28 16:35
*
-
[4977]
＞添付図の青枠内のベース端子（COM_1、COM_2）にオシロのGND端子を接続
プローブは絶縁型ですか。絶縁型でないとCOM_1とCOM_2との間がオシロ内部で短絡されてしまいます。
＞これと同じようにシミュレーションして、波形をみたい
添付図のように、g1の波形を表示させた後、グラフタイトルV(g1)にマウスカーソルを合わせて右クリックすると、波形名編集ウィンドウが出るので、V(g1)を書き換えてV(g1,COM_1）と書いてOKとすれば、COM_1基準の波形になります。V(g1)-V(COM_1)と書いても同じです。
添付図ではCOM_1とCOM_2間の電圧も表示していますが、これは負荷（100Ω）の両端の電圧差になります。この電圧が小さいようですがそれは問題ないのでしょうか。Re^9: LT Spiceでフローティング電源を使いたい
inara1
2019/11/29 23:33
*
-
[4980]
inara1さん、おはようございます。
おかげさまで、Spiceはアドバイス通りに記述したら、望みの位置でGNDが取れて、実際とは電圧差が大きくなっていますが、似たような波形がとれました（一つ目の図）。
こちらの私の説明↓は状況を正しく表していませんでした。
> ＞添付図の青枠内のベース端子（COM_1、COM_2）にオシロのGND端子を接続
実際は
V(g1,com_1) と V(g3,com_1) とを同じ画面で比較し、
その後に、これとは別途に
V(g1,com_2) と V(g3,com_2) とを一つの画面で比較していましたから、あの記述では誤りでした。誤解を招いてしまい失礼しました。
> 添付図ではCOM_1とCOM_2間の電圧も表示していますが、これは負荷（100Ω）の両端の電圧差になります。この電圧が小さいようですがそれは問題ないのでしょうか。
↑これは実際と異なるので、おかしいですね。
SpiceでV(com_1) と V(com_2) とを表示してみたら、ふたつとも大きいスパイクノイズを含んで７０V程度(実際はこの電圧では低すぎますが、、、)の電位を示しています（二つ目の図で白色波形と紫色波形がそれで、二つが重なっています）。
V(com_1) ＝＝＞ V(com_2) の方向と、
V(com_1) ＜＝＝ V(com_2) の方向とが交互に切り替わるので、両者の僅かな差として、ご指摘のような低い電圧が示されるのでしょうか？
そんなことは無いはずですが、、、
実際の回路にDC20V（CVCC電源）をインプットして、この位置を観ると、三つ目の図（岩通のアナログオシロの図）のようになりました。
黄色印の波形がPWMのAC出力です。
この黄色印の中央部分（正負が切り替わる位置）を200μS抜き出した表示が上側の青色印の部分です。
DC20VでもだいたいP-Pで38V程度になっています。
それにしても、このSpiceで
V(g1,com_1) と V(g3,com_1)
の電圧が６Vしかないのはおかしいです。
実はこの後、回路を壊してしまいました。
これまでは実験で試しにDC20Vを入力して居たところへ、昨夜は実際のDC141Vを入力してみたら、はじめの1分間経過した頃から「Low-Side IGBT_1」だけが加熱してきてしまいました。
すぐにシャットダウンしたのですが、既にこの「Low-Side IGBT_1」と 隣の「High-Side IGBT_1」が壊れていました。
すぐに二つを交換して、元のDC20V（CVCC電源）で再度試みたのですが、その後さっぱりそれまでのような波形が出てくれないで、そればかりかこのCVCC電源で0.7Vで過剰電流のエラーが出てしまうようになりました。
回路のどこに誤りがあるのだろ？？？と探しているところです。Re^10: LT Spiceでフローティング電源を使いたい
chy_farm
2019/11/30 10:03
*
-
[4993]
inara1さん、おはようございます。
お世話になります。
> > 添付図ではCOM_1とCOM_2間の電圧も表示していますが、これは負荷（100Ω）の両端の電圧差になります。この電圧が小さいようですがそれは問題ないのでしょうか。
> ↑これは実際と異なるので、おかしいですね。
↑N-MOSFETをSi7336ADPというものに変更して、ゲート供給電圧を３０Vに上げたら、実際の波形により近くなりました。
壊してしまった件：
壊れたIGBT（FGA25N120）のゲート容量を測ったら、３７００ｐF程度で正しいはずのものが計測不能になっていました。
http://www.farnell.com/datasheets/1774719.pdf
これを交換したのですが、どうも表示される波形がおかしいので、4つのIGBTの容量をそれぞれ測りました。
すると、
３６００ｐF,
４７００ｐF,
５８００ｐF,
５４００ｐF,
とばらばらです。
これらは20個で1700円程度で売られていたものをeBayで見つけたものでしたが、この支那製はダメなようです。私の邪推かもしれませんが、製品を選別する過程でアウトになったものを安価で売っているに過ぎない、ようなものだったかもしれません。
それでこれら全てを「２SK-3683」に交換しました。
こちらのゲート容量は仕様で1560pF～2360pFで、それぞれ計測したら、1900pF前後の範囲でした。
それから、前回の回路のSnubber回路は込み入っていて、それが、作るときの配線ミスを招くかも知れないので、もっと簡単なのに変更しました。
今のところ、CVCC電源でDC５０Vを入力していますが、以前よりは安定したようです。
でも本体からのDC141Vでまた壊れたら、、、と怖いので、AC出力のところの負荷抵抗を２００Ωから４００Ωに変更してから、再度チャレンジしようと考えています。Re^11: LT Spiceでフローティング電源を使いたい
chy_farm
2019/12/02 11:30
*
-
[4995]
お世話になります。
数日前に、CVCC電源でDC20Vを入力したときの波形と、ほとんど同じものがやっと取れるようになりました。
N-MOSFETは、リストの中から「BSP89」を見つけてこれを使いました。スペックは次のようです。
https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-BSP89-DS-v02_02-en.pdf?fileId=db3a30433b47825b013b4b8a07f90d55
このモデルは耐圧が240ボルトと低いので、入力する直流電流を20ボルトでシミュレーションしてちょうど良いと考えました。
フォトカップラには 20ボルトをサプライしているのですが、アウトプットが6.5ボルトに絞られるようです。波形(左)側の上半分）にそれが表れてしまいます。実際にはサプライ電圧と同じで出力されているのですが。。。Re^12: LT Spiceでフローティング電源を使いたい
chy_farm
2019/12/03 08:10
*
-
[5010]
お世話になっています。
おかげさまで直流141ボルトを入力しても壊れないようになりました。
アップした画像上二つは、PWM出力に400オームの負荷抵抗を接続したときの、抵抗両端の電圧波形です。
接続している負荷がただの抵抗ですと、きれいなPWM波形が観測できるのですが、この負荷を例えば小型換気扇のような誘導モーターに変更すると、途端にひどい波形（画像下二つ）になってしまいます。
調べたら、どうも出力側に出力フィルターと言うものを装着しないと、誘導モーターの場合、ひどい波形が出てしまうようだ、学びました。
出力フィルターはトロイダルコイルとコンデンサで構成できるそうですから、早速トロイダルコイルを注文してみました。
秋月を探したのですが、2キロワットから3キロワットの出力フィルターに適するようなノーマルタイプのトロイダルコイルが見当たりませんでした。
トロイダルコイルが到着したら、どのくらいきれいにサイン波に近づけることができるのか、楽しみです。
まだトロイダルコイルを装着していない状態ですが、換気扇のモーターを再度回してみました。
スナバー回路の抵抗の発熱は結構あるものなのですね。
一応ネットで計算式を見つけたので前もって3ワットは必要だろうと見積もっていました。
https://detail-infomation.com/snubber-power-dissipation/
/////////
両端の電圧をVsnb、
スナバコンデンサの容量値をCsnb、
スイッチング周波数をFsw、
スナバ抵抗Rsnb,
消費電力Psnbは:
Psnb = Csnb × Vsnb^2 × Fsw
「この計算式で求めた消費電力PSNBの2 倍以上の定格電力がある抵抗を使用します。」
////////
とあります。
私の場合は、
= 3 x 10^-9 x 141 x 141 x 15 x 10^3
= 894645 x 10^-6
= 0.89 (W)
ですから、2ワットの抵抗を使えば満たされることになります。
今、仮に2分の1ワットを並列でつけて1ワットにしています。変調率を90%位にすると、これがほんの5分ぐらい稼働させただけでも指で触れなくなる位熱くなっています。
出力先を換気扇のモーターではなくて、400オームの負荷にした時はそれほど発熱しません。トロイダルコイルとコンデンサーで構成する出力フィルターの試み
chy_farm
2019/12/14 21:35
*
-
[5012]
出力フィルターをトロイダルコイルとコンデンサで構成する試みをLT Spiceで試そうとしています。
前回アドバイスを頂いて描き替えた回路に、画像のように中央部分の負荷の前段にコイルと、コンデンサを入れました。
ところが、再度、ステップがふそくしている、とエラーが出ます。
今度はどこを改善したらよいでしょうか？
以下にプログラムをそえますので、ご教示よろしくお願いいたします。
////////////////////////
Version 4
SHEET 1 5524 2560
WIRE -992 -192 -1024 -192
WIRE -592 -192 -592 -224
WIRE -592 -192 -624 -192
WIRE -528 -192 -592 -192
WIRE -256 -192 -336 -192
WIRE -208 -192 -256 -192
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SYMATTR InstName C5
SYMATTR Value 3n
SYMBOL res -1024 1040 R0
SYMATTR InstName R12
SYMATTR Value 50
SYMBOL cap -576 992 R0
SYMATTR InstName C6
SYMATTR Value 3n
SYMBOL res -576 1040 R0
SYMATTR InstName R21
SYMATTR Value 50
SYMBOL ind -928 1248 R0
SYMATTR InstName L1
SYMATTR Value 2m
SYMATTR SpiceLine Ipk=12 Rser=188
SYMBOL cap -768 1440 M270
WINDOW 0 32 32 VTop 2
WINDOW 3 0 32 VBottom 2
SYMATTR InstName C7
SYMATTR Value 10ｵ
SYMBOL ind -704 1248 R0
SYMATTR InstName L2
SYMATTR Value 2m
SYMATTR SpiceLine Ipk=12 Rser=188
TEXT -1264 672 Left 2 !.tran 0 20m 0 10
TEXT -1264 640 Left 2 !.include 74HC.lib
TEXT -1280 960 Left 4 ;High-Side IGBT_1
TEXT -616 960 Left 4 ;High-Side IGBT_2
TEXT -1288 1384 Left 4 ;Low-Side IGBT_1
TEXT -632 1376 Left 4 ;Low-Side IGBT_2
TEXT -264 984 Left 7 ;N-MOSFET:\n BSP89\nSnubber:\n 3nF\n 50ohmRe: トロイダルコイルとコンデンサーで構成する出力フィルターの試み
chy_farm
2019/12/15 12:26
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[5013]
お世話になります。
2個追加したコイルのうち、一つを外したらエラーが出なくなりました。
サイン波になってほしいのですが、形がいびつになっています。
あと、出力が低すぎです。Re^2: トロイダルコイルとコンデンサーで構成する出力フィルターの試み
chy_farm
2019/12/15 23:04
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[5014]
失礼しました。
> あと、出力が低すぎです。
↑と申しましたが、直流の電圧を２０Vに下げてシミュレーションしてたのをうっかり忘れていました。
それから、サイン波になってほしい、と申しましたが、それも元のPWM出力が少し過変調になっていたので、仕方ないことだったと分かりました。Re^3: トロイダルコイルとコンデンサーで構成する出力フィルターの試み
chy_farm
2019/12/15 23:12
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[5017]
今日午後になって支那からトロイダルコイルが2つ届きました。
1個あたりのインダクタンスは2ミリヘンリーです。定格電流は12Aです。
直径は56ミリ程度あります。重さもかなりあるので、装着するのに何かクレードルのようなものが必要そうです。Re^4: トロイダルコイルとコンデンサーで構成する出力フィルターの試み
chy_farm
2019/12/26 15:38
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[5018]
私が使うことができるクレイドルの材料としては、手元にあるアクリルペーストの充填剤です。これを使うとなると、コイルの発熱量を計算した方が良いので計算してみました。
インピーダンスの計算サイトを利用しました。
https://keisan.casio.jp/exec/system/1201845076
このトロイダルコイル1つの直流抵抗は0.2 Ω 、
作っている回路のPWMのキャリア波の周波数が最大で15キロヘルツですから、
R=0.1x2=0.2Ω、
L=2mH、
C=10μF、
ｆ=15KHz
インピーダンスは、187Ωです。
なので、100V、15kHzのPWMを入力すると
100÷187=0.53A(無負荷)。
コイルでの発熱は0.53 x 0.53 x 直流抵抗値 で、
0.53 x 0.53 x 0.2 = 0.056 (W)
このコイルを図ように2つ使うので、
0.56 x 2 = 0.112 (W)
と試算しました。
1つあたりの発熱量が0.056W ならば、アクリルの充填剤で間に合いそうです。
この計算で誤りは無いでしょうか?Re^5: トロイダルコイルとコンデンサーで構成する出力フィルターの試み
chy_farm
2019/12/27 09:55
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[5020]
トロイダルコイルを実際に接続（画像、上、左）してみました。
出力への負荷は小型換気扇の誘導モーターです。
トロイダルコイル部分の発熱は少なく、室温程度でした。
しかし、コイルの発熱よりSnubber回路の50Ωの発熱が大きく、クーリング処置を取らないとかなり熱くなります。
この部分は計算では１W程度でしたので、5Wのセメント抵抗を使いました（画像、上、右）。
変調率を80％程度にすると、まあまあLT-Spiceでシミュレーションしたような波形（画像、中）ですが、100％になるにつれてピーク部分が乱れます（画像、下）。
負荷のモーターを変更して、更に大きい誘導モーター（例えば小型真空ポンプの80Wのモーター）にすると、始動時はやや過変調気味に設定しないと、モーターが始動しません。
換気扇モーターと比較すると、そういうトルクを使うモーターは、周波数を40Hz以下に下げようとしたり、60Hz以上に上げようとしたりすると、ゴトゴト音と振動が出てしまいます。
このゴトゴト音と振動は、参考書にもそう記載されていました。
ゴトゴト音と振動を実際に体験してみると、今のままでは、40Hz～60Hzの範囲意外でトルク用のモーターは使用できないなぁ、、、と感じました。
もう少しきれいな波形にできれば、ゴトゴト音と振動をへらせるのでは、、と期待しています。
良い方法があれば、是非ご教示よろしくお願いたします。Re^6: トロイダルコイルとコンデンサーで構成する出力フィルターの試み
chy_farm
2019/12/29 22:56
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[5021]
結局、出力波形の形は、キャリア波とサイン波とで形作るPWMの問題でした。
キャリア波がどういう波形をしているか確かめたら、フィルターを入れたはずなのにひどい波形で雑音だらけでした。
それで作った回路をよく見て確認したら、なんと信じがたいことに、7メガヘルツ以上を通過させるハイパスフィルターを作っていました。
これでは高周波の雑音がみんな入ってきてしまいます。
あまりのことにしばし呆然としました。
それをカットオフ値 20キロヘルツのローパスフィルタに作り替えて、それからサイン波の方にもカットオフ値150ヘルツのローパスフィルタを入れました。
フィルターは 2次のCR Low Pass Filterにしました。
そうしたらやっと添付のように、LT Spiceでシミュレーションした時のような出力波になりました。
フィルターを工夫すれば、もっときれいなキャリア波やサイン波になるはず思います。アクティブフィルターと、4次のCRフィルターも試しましたけれど、これ以上良くはなっていません。
トルクを使う誘導モーターを回す実験をしましたが、手元のモーターの位相コンデンサが古いせいか、あるいは他の原因か、出力波形に乱れが多く出て、それが原因でIGBTのハイサイドとローサイドの間で短絡を起こすようです。
そのためにMOSFET を8個も壊してしまいました。
仕方ないのでもともとのIGBTに戻しました。
また、電気ストーブのような大きな電力を使用する負荷を接続すると、出力の波形が乱れてしまいます。
波形が乱れるとIGBTの発熱が大きくなってしまいます。
このようないくつかの課題がありますが、5月1日にこのプロジェクトを始めて、8ヶ月を経過しました。ここまでいろいろ支えていただいてありがとうございます。
まだ残りのいくつかの課題を解決しなければ使えないので、もう少しご教示をいただくと思います。
来年もどうぞよろしくお願いいたします。Re^7: トロイダルコイルとコンデンサーで構成する出力フィルターの試み
chy_farm
2019/12/30 22:17
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