±電源のスイッチングについて

＋側端子に12～40V、-側端子に-12～-40Vの電源を用意して、1ｋ～100ｋHzの信号で±の電源を切り替えたいのですが、どのような回路構成を用いれば実現可能でしょうか。

1ｋ～100ｋＨｚのＣＬＫを１段目のＴｒに入力して、その出力を２段目のＦＥＴに入力して±の電圧を出力したいのですが、結果としては、Ｔｒの出力がわずかになまってしまい、ＦＥＴの出力で更に大きくなまってしまうために、出力の切り替え時に短絡状態になってしまいます。

何とか図示できないか書いてみましたが、うまく表現できませんでしたので、載せることができませんでした。

非常に分かりにくい説明で恐縮ですが、アドバイスお願いいたします。

ＦＥＴは、超高速スイッチタイプを使用し、Ｔｒも高速スイッチタイプを使用していますが、なまってしまいます。

No.4 回答者： chiaki_primary 回答日時： 2004/09/23 06:54

正確なスペックを教えてください。

どのくらいの速度で立ち上がってほしいのか、
電流はどれくらい必要なのか、
負荷は容量性負荷なのか誘導性なのか、
は最低でも必要です。

もしくは、

利用目的を教えてください。
利用目的がわかれば識者が教えてくれるかもしれません。

私は同様の回路をピエゾ駆動用に作った事があります。
ピエゾ駆動用なので、電流は一瞬しか流れませんので、コンデンサを用いて負荷に耐えるようにしました。
また、切り替えはフォトMOSスイッチを使いました。
私の用途には十分でしたが、No3の方のいうようなモーターが負荷なのでしたらうまくいかないでしょう。

この回答への補足

chiaki_primary　様

お世話になります。

ドライブする素子は圧電素子で電流はMAXでも1ｍＡもいかないと聞いています。

”コンデンサを用いて負荷に耐えるようにしました。”とありますが、これはどのように行われたのでしょうか。
実践された回路構成を教えていただけませんか。

参考になるかどうか分かりませんが、
現在の回路構成は、
発振回路からＣＬＫを2SC1815と2SA1015に入力します。
2SC1815は、コレクタを2SJ578と接続して、680ｋΩを介して+40Ｖに接続。
エミッタは、220ｋΩを介してGNDに接続。
ベースは、発振回路の出力と10ｋΩで接続しています。
2SJ578は、ゲートを2SC1815のコレクタと接続して、10ｋΩを介して+40Ｖに接続。
ソースを+40Ｖに接続して、ドレインを2SK3292のドレインに接続しています。

2SA1015は、コレクタを2SK3292のゲートと接続して、680ｋΩを介して-40Ｖに接続。
エミッタは、220ｋΩを介して+5Ｖに接続。
ベースは、発振回路の出力と10ｋΩで接続しています。
2SK3292は、ゲートを2SA1015のコレクタと接続して、10ｋΩを介して-40Ｖに接続。
ソースを-40Ｖに接続して、ドレインを2ＳＪ578のドレインに接続しています。

以上が現在の回路構成です。
分かりにくくて申し訳ありません。

使用しているTrは、2SA1015,2SC1815
FETは、2SJ578,2SK3292
となります。

動作としましては、今のままですと、
FETを切り離して見ると、CLK入力に対して、2SC1815,2SA1015のコレクタ出力は、±とも40Vへの立上がり、立下りに若干のなまりがある（100KHｚ入力で3us）ものの電圧の出力は確認できますが、FETを接続してみるとどちらもなまりが大きくなって積分波形のようになってしまい一時的に短絡が起こってしまいます。

お手数をお掛けしますが、よろしくお願いいたします。

補足日時：2004/09/23 10:49

No.3 回答者： Teleskope 回答日時： 2004/09/23 02:07

　

　
　モーターの諸元を教えてくださいませんか。品名やメーカー、直流モーターか交流モーターか、直流なら直巻か分巻か、巻線の抵抗、定格電圧、定格電流、公称出力、そして巻線のインダクタンス値を分かる限り。

　動力電源が±なのは、正転/逆転のためですか。

　ドライバはICや市販モジュールでは無かったのですか、、

どうやら push-pull 構成のようですが、pch/nchですか、nchだけですか。シングルエンド（モーターの片方グランド）ですか、Ｈ型構成で左右からドライブですか。
入力段のBJT(バイポーラ接合型トランジスタ)と駆動段FETの品名とメーカー、回路構成と部品定数をもう少しこまかく教えてください。PWM出力からつなげてる順を、言葉でおねがいします。分かれてる所は「ここをAとする」とか。


　100kHzで±40V の矩形波駆動は、電流によっては相当難しいと思います。
　
　

この回答への補足

Teleskope　様

お世話をお掛けします。
先日、ご教授いただきました発振回路により、±12Ｖでのポンプの流量変化を見ることは無事に確認されました。
今回は圧電素子の動きを見るのに同じ回路を変更してできないかと言うことでした。

素子自体に流れる電流はMAXでも1ｍＡもいかないと聞いています。

現在の回路構成は、
発振回路からＣＬＫを2SC1815と2SA1015に入力します。
2SC1815は、コレクタを2SJ578と接続して、680ｋΩを介して+40Ｖに接続。
エミッタは、220ｋΩを介してGNDに接続。
ベースは、発振回路の出力と10ｋΩで接続しています。
2SJ578は、ゲートを2SC1815のコレクタと接続して、10ｋΩを介して+40Ｖに接続。
ソースを+40Ｖに接続して、ドレインを2SK3292のドレインに接続しています。

2SA1015は、コレクタを2SK3292のゲートと接続して、680ｋΩを介して-40Ｖに接続。
エミッタは、220ｋΩを介して+5Ｖに接続。
ベースは、発振回路の出力と10ｋΩで接続しています。
2SK3292は、ゲートを2SA1015のコレクタと接続して、10ｋΩを介して-40Ｖに接続。
ソースを-40Ｖに接続して、ドレインを2ＳＪ578のドレインに接続しています。

以上が現在の回路構成です。
分かりにくくて申し訳ありません。

使用しているTrは、2SA1015,2SC1815
FETは、2SJ578,2SK3292
となります。

動作としましては、今のままですと、
FETを切り離して見ると、CLK入力に対して、2SC1815,2SA1015のコレクタ出力は、±とも40Vへの立上がり、立下りに若干のなまりがある（100KHｚ入力で3us）ものの電圧の出力は確認できますが、FETを接続してみるとどちらもなまりが大きくなって積分波形のようになってしまい一時的に短絡が起こってしまいます。

お手数をお掛けしますが、ご回答よろしくお願いいたします。

補足日時：2004/09/23 10:40

No.2 回答者： JUN-2 回答日時： 2004/09/23 00:40

ちょっと電圧が高いようですので、SCR（サイリスタ）を使われてはいかがでしょうか。

あまり高い周波数では難しいかもしれません。

この回答へのお礼

ありがとうございました。

お礼日時：2004/09/23 09:30

No.1 回答者： kuro804 回答日時： 2004/09/23 00:28

　多分FETをドライブするのに単にゲートに電圧を印加しているだけでFET内部に存在する数１０ｐFから数１００ｐFの静電容量による電荷の充電／放電を考慮されていないので素子の高速性を発揮できていないと思います。

FETの駆動方法を勉強されてはいかがでしょうか。
短絡は当然の出来事で短絡しない細工が必要です。高速スイッチングは高度の技能が必要です。がんばってください。

この回答へのお礼

ありがとうございました。

お礼日時：2004/09/23 09:30