この記事は2024年1月26日にチーム内Wikiに書かれたレポートを転記したものです．
目的
キッカー基板v3.2試作品の充放電動作を確認する。
結果
充電動作について，シャント抵抗(R14,R15)を5mΩに設定した場合では12秒程度で200Vまで充電することを確認。
シャント抵抗を3mΩに設定した場合は300ミリ秒で130V程度に達し，充電が停止した。
放電はストレート用，チップ用ともに正常に動作した。
充電テスト
方法
充電回路（昇圧回路）の各部の波形を観測する。
- R14に5mΩシャント抵抗を実装，R15は未実装。充電停止電圧が200V程度になるようにR16, R17を調整。
- 充電時の波形を観測。
- R14を3mΩに変更。
- 充電時の波形を観測
プロービング
- CH1: シャント抵抗(R14,R15)端子間電圧
- CH2: MOSFET(Q1)ドレイン電圧
- CH3: トランス2次側電圧
- CH4: 電源電流
実験結果
シャント抵抗5mΩ設定時
シャント抵抗3mΩ設定時
放電テスト
方法
放電回路(IGBT)の各部の波形を観測する。
- R16, R17は十分に小さく設定し，R14に5mΩを実装，R15は未実装。
- キャパシタ電圧が100V, 150V, 200Vに達した時に手動で充電を停止する。
- マイコンからゲート信号をONにして，放電動作させる。
- 十分時間が経過した後にゲート信号をOFFにする。
プロービング
- CH1: IGBTゲート電圧
- CH2: IGBTコレクタ電圧
- CH3: キャパシタ電圧
- CH4: コイル電流
チップキック側回路。ストレート側も同様。
実験結果
ストレート側
キャパシタ電圧:100V
キャパシタ電圧:150V
キャパシタ電圧:200V
チップ側
キャパシタ電圧:100V
キャパシタ電圧:150V
キャパシタ電圧:200V
損失計算
ストレート側，200V条件の波形データからスイッチング時における各部の損失を計算した。
計算結果は以下の通り。
| 部品 | 損失 [J] |
|---|---|
| IGBT C-E間 | 0.27 |
| コイル | 38.38 |
| 上記合計 | 38.65 |
キャパシタに蓄えられるエネルギーは，
となり，キャパシタの容量抜けを考慮すると妥当。
参考：スイッチング時のコイルとIGBTの損失（縦軸:損失[W],横軸:時間[s]）
