FETによる切り替え回路について

質問

省エネ電気自動車の回路設計をしています
直流モータからの回生ブレーキでキャパシタに充電させて必要なときに使用できるようなスイッチ回路を考えているのですが、機械式のスイッチだと接点に火花が散ったりするらしいので、FET化したいと思っています。

FETで機械式スイッチであらわすところの（ON-OFF-ON）スイッチを作るにはどのように設計すればよいのでしょうか？

工業高校卒レベルで苦労してますよろしくお願いします

回答No.2

Teleskope · ベストアンサー

No1です。見直したら「お遊びでしょう」などと大変失礼なことを書いてました、お詫びいたします。

>> FETで回路を切り替えるのはなかなか難しいのですね<<

　トランジスタ回路の設計知識が必要、一般に半導体は堅牢さで電磁部品に負ける、回路のために動力電源の電圧より高い電源電圧が必要(必要電流は少ないが)、
などです。
リレーの電源は普通、動力電源そのままを流用できますし。

　初期の試作で実験をいろいろ試みる段階では「最大電流はいくらですか」など聞かれても「まだ分からない」としか言えないのが普通なので焼けてもダメモトのメカリレーがよろしいかと。電流に応じた品種が豊富にありますから。

　資金に余裕があるならIGBTというスイッチ素子を入手して、まず机上で色々な負荷をつないで経験を積むのもよろしいかと。段階を踏まないと 大電流にはそれなりの危険がありますし。

>> 配線でLOSSする分をFETでと考えていたのですが<<

　これが気になったのですが、電流が大きくて線材の電気抵抗による損失が大きいということでしょうか？それは半導体スイッチに代えても全く変わりませんです。線材を太くする、配線ルートを短く工夫する、対策はこれしか無いです。

お礼

いえいえそんなことないです
ある意味「お遊び」ですが
結構本気の遊びだったりします（笑）

メカリレーいいですね。リレー回路は結構組んでますので
問題ないと思います。

IGBTも気になっています、前から気になってました。
　やはり配線を太く短くが一番大切ってことがわかりました
ありがとうございました。

回答No.1

Teleskope

下記は交流モーター15kWでの例です。回路の略図が図2にあります。
http://www.sanyodenki.co.jp/techrepo/4/p12.html
左の電源は交流だけどダイオード整流で直流にしてます。そして右の交流モーターの直前でスイッチング回路で交流に変えてますが、直流モーターならこの回路は不要です。
コンデンサに蓄積/放電してる回路は「昇降圧コンバータ」というスイッチング電源回路の一種です。が、これと同じ方式で作るにはかなりの設計スキルskillが必要で、未経験者にはとても無理です。

たぶんお遊びでやるのだと思いますから、昔からある電車の回生の方式を見習えばスイッチング電源回路などは不要です。リレーでも十分でしょう。

接点の火花なら、「スナバー」と通称してる抵抗とコンデンサの単純なもので対策できます。これは半導体でスイッチさせる場合も同じようなものが必要ですし、さらに逆流で半導体が壊れないように保護用ダイオードも必要で、回路はけっこうゴチャゴチャしたものになります。リレーの方が少ないかもです。

バッテリの切り替えで短絡しないように；
先に接点を開き、ちょっと時間をおいて他の接点を閉じる、などの細かなシーケンスが必要です。これは半導体でスイッチさせる場合も同じですから。ここの制御はマイコン必須ですね。

どんな条件が揃えば回生充電を始め、どんな条件で切るのか、その判断が最重要です。

参考URL：

http://www.sanyodenki.co.jp/techrepo/4/p12.html

お礼

ありがとうございます
　FETで回路を切り替えるのはなかなか難しいのですね
配線でLOSSする分をFETでと考えていたのですが、、
まだまだスキルが足らないようです。
　機械式スイッチでもなんとかなるかも、いろいろ思案してみます