引き続き回路検討。

先週は出張など本業でドタバタし、メガネを不注意で壊して処方箋取得＆フレーム購入に走り回り金・土は休息日、ゆえにロボットの製作は一時停滞。今日は夕方からモータ駆動方式の検討用基板の仕上げを行った。

左が試作評価用の小出力電源基板(6V/15V)、右が今回作成した基板。先日の考え通り、いきなりハイサイドとローサイドを接続せずにダミー負荷を接続して駆動タイミングが問題ないことを確認した後で、ダミー負荷を取り除いて本確認を開始。こういう場面でいきなりモータが全開で回ったりFETから煙が出たりするとガックリしてしまうが、今回は問題なく、モータはピタリと停止。

初期条件のゲート駆動周波数は 150kHzで、モータ両端のハーフブリッジでそれぞれハイサイド／ローサイドFETが交互にONしている状態。ハイサイド／ローサイドのON時間が等しく、かつモータ両端の駆動タイミングが同期しているため、デッドタイム時間を除いて常にブレーキ状態となってモータは停止する。2つのハーフブリッジで、一方のハイサイド側のON比率を高め、他方のローサイド側のON比率を高めていくと、モータは回転。2つのハーフブリッジのDuty バランスに従ってスムースかつリニアに回り、モータやFETが変に熱を持つことも無し。これならば評価回路として問題なく運用できそうだ。ただしオシロスコープでゲート駆動波形を見るとゲートドライバの駆動が強力過ぎるようなので、本番基板は低抵抗のゲート抵抗を挿入して調整できる構成とする。

今回の基板は車庫入れロボットのモータ駆動基板と構成が異なりハイサイド側に Pch FETを使用しているが、ゲート駆動周波数 150kHz でも問題なく動作しているため、先日の電源回路構想も変えることができると判断。ハイサイドFETが Pchで良ければ、4V程度の低い電源電圧から動作するゲートドライバICを使用することが出来る。ゲートドライバICの駆動電源をモータ駆動電源と共通化(バッテリ直結)すれば、電源回路は 5Vを安定に生成できる回路だけで済み、12V程度まで昇圧する電源は不要となる。電源回路として、5～6V出力の SEPIC 回路を中核に据える構成に軌道修正。

回路図とアートワークの作成を開始できる材料が揃ってきたところで、タイミングよくEAGLEの non-profit 版が到着。(CDが入っている程度かと思いきや、ライセンス証、マニュアル、チュートリアルも付属していた) 早速インストール。