実は、今回の故障究明では、面白い症状を体験したので、記録に取っておかねばと言うことで、気を取直して、消えたレポートを再現してみました。また、消えるといやなので、とりあえず、前半だけを以下に示します。ついでに、クイズになっておりますので、暇な方は、ぜひ故障の原因を考えて見てください。(長いっす！)
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消えたレポート
先にパワーFETのドライブ回路を紹介しましたが、実はあれでは、太陽光パネルの起電圧が変化すると、ゲート電圧降下の幅が変化してしまうと言う問題がありました。ゲート/ソース間は絶対定格20V以内に抑えなければならないのですが、ソースにはmax85Vという電圧がかかるので、ドライブ回路の2SA1015や2SC1805の耐圧50Vを超えてしまう。さらに、ゲートは65V以下にしたらFETが壊れちゃうので、85V～65Vの間で制御してあげないといけない。
そこで、定電圧を作るシャントレギュレータで、この電圧を制御してあげようと考え、回路設計してみました。なかなか美しい回路になったぞ。。。さっそく検証。お・・・なかなか良い感じ。しばらく様子を見てみよう。。。。
ん・・・何かくさいぞ。一番電力負荷がかかる抵抗をさわるとちりちりになっている。一応2Wの酸化皮膜を使っているんだけど。あれ？両端の電圧を測定すると、設計では18Vになるはずのに、なぜか、33Vもかかっている。これは、容量オーバー。あ。。。ブレッドボードに組んだ抵抗の足が、隣の抵抗の足と接触してるではないか。あぶないあぶない。部品を離したら、正常に戻った。よしよし。
しばらくすると、突然液晶画面の表示が消えてしまった。。。。オーマイガッ！
この症状は、液晶パネルへの供給電圧が4Vを下回った時の症状。と言うことは、入力電圧が何らかの原因で下がってしまったことが想定される。負荷には12Vバッテリを繋いで出力電圧を13.6Vに制御して充電させていたのだが。。入力電圧を確認すると、55Vほどあるはずが、なぜか18V弱しか出ていない。これは、バッテリ電圧に引きずられて下がったと考えるのが妥当か。
あわててPVからのコードをはずして、回路を確認すると、がーん。。。パワーFETが内部短絡して完全にスルー状態になっている。あっちゃ～～。150円ロスト！まぁ、そんなこともあるわいな。
それにしても、何が原因で壊れてしまったのか。入力電圧は55Vで利用しているパワーMOSFETは2SJ380という耐圧100Vの石。十分余裕はあるはずだし、ドライブ回路をオシロスコープで確認していたところ、-20V以内で制御出来ていたはず。理由が見あたらないぞ。
こういう時は、ググって検索。すると、FETの破壊の原因に、ゲートにドライブトランジスタから直結している場合、まれに発振が起り、それによって、限界電圧を超えてしまう場合があると。う～～ん。これがくさい。対策としては、FETのゲートの手前に10～100Ωほどの抵抗をはさめばよいとある。設計変更して20Ωの抵抗を追加。シミュレーションで問題ないことを確認し、基板から壊れたFETをはずし、新しい石を半田付けし、ドライブ回路に抵抗を追加。
さあて、これで大丈夫かな。再度気を取直して検証開始。お・・・良い感じ良い感じ。。。またひとつ、賢くなったぞ。鼻歌でも歌おうってもんだ♪♪♪
『カリッ・・・・・』
う・・・・いやな予感。。。。見ると、液晶パネルが消えている。さっきと同じ症状だ。ということは、FETは。。。。。あ～～～～～壊れてる。。。。(T_T) 300円ロスト～～～
振出しに戻って、原因を探らねばならなくなってしまった。
さて、優秀な読者のみなさんには、既に原因がどこにあるか予測がついたでしょうか？原因の究明は次回に持越しと言うことで、考えてみてください。ヒントはシャントレギュレータTL431です。ちなみに、TL431自体は壊れはしませんでした。
Ｋ．Ｏさん、Ｓ．Ｈさん、Ｎ．Ｈさん、他6人が「いいね！」と言っています。
コメント：
Ｔ．Ｔ：Iqが、取れてなかったとか？ 基準電圧って使うの結構難しいですね。直列抵抗が小さいと焼けるし、大きいと基準電圧出ないし。意外と電圧幅狭いですもんね。ところでフリーホイルダイオードって何使ってます？良く焼いたのはドライブ側の電圧とソース側の電圧差と、ドライブ側の電流過多のほかに、フライホイルが貧弱で、ソース側の電圧が、上昇して…同様な事に遭遇した事あります(^_^;) 2013/1/27 23:32
創結マスター：ダイオードは、オンセミのMBR20200CTという200V/20A流せるショットキーバリアを使ってます。サンケン電気のFMB-26L(60V/10A)というのも入手してます。これまでのところ、ダイオードは耐えてくれているようです。
PVのように、天候で電圧が変ると、定電圧を取出すのに結構苦労しますよね。直列抵抗がちりちりになるのもちょっと不安があるので。なかなか難しいですね。ま、苦労も趣味の範囲と言うことで焦らず気長にでしょうか。2013/1/28 7:22
