電子部品の溶断試験回路製作について(ド素人)

質問

電子部品のDC溶断試験機を製作しております。
ここで、溶断回路内に溶断時間を確認するカウンターを設置しようとし
ておりますが、試料溶断(OPEN)時にカウンターがとまりません。
原因は試料がOPENになっても電源側にカウンター回路の電流が流れるた
め、カウンターがとまらないことは解っているのですが、良い対策が思
いつきません。

電源回路側をA、カウンター回路側をBとした場合、両側にダイオードを
入れればA側にBの電流が流れないため、カウンターはとまりますが、最
高で60A通電するため、ダイオードの発熱が大きく、ヒートシンク&ファ
ンをつけて運用するしか…と考えております。

可能であれば、ダイオード以外の発熱(電力ロス)の少ない方法で、試験
機を使用致したく、何か良いアイディアがございましたら、宜しくご教
授の程、お願い申し上げます。

説明がわかりにくく、誠に申し訳ございません。
補足は随時やらせて頂きますので、宜しくお願い致します。

簡易回路図(▲：ダイオード)

l-|電源|----|スイッチ1|----l
|　　　　　　　　　　　　　　　　　▼　：A側回路
ト----|試料|------T------」
|　　　　　　 　　 　　　|
▲　　　　　　　　 　　 |　　 　：B側回路
L--|カウンター|---」

試験条件：DC 0.5～(約)10V MAX60A

回答No.3

walkingdic · ベストアンサー

大電流とのことですから、まっとうな方法としては、カウンタへの供給電源（試料への電源とは別に用意）の途中にリレーを挿入し、

Ａ．試料間の電圧をモニターして、それが電源電圧付近になったときにリレーをＯＦＦする。

Ｂ．試料に直列に低抵抗のシャント抵抗を挿入して、その抵抗間の電圧をモニターして、電流を計測し、電流０でリレーＯＦＦにする

という仕組みを作ることです。
これは特に難しい回路が必要なわけではないのですが（ＬＭ３１１などのコンパレータひとつで実現できる）、それもいやだというのであれば、少し試験条件から可能な方法を考えて見ましょうか。

電源側：０．５Ｖ～１０Ｖ、電流ｍａｘ６０Ａ
試料：２ｍΩ～２Ω

まともにこの範囲をカバーしようと思うと結構厄介です。
考えられるのは、まず試料へ供給する電源とカウンタへの電源は別にしなければなりません。

で、やり方としては電源のグラウンド同士は接続してグラウンドを共通にします。

そして、試料が最大でも２Ωということなので、カウンタ電源側からＤＣ－ＤＣリレーのソレノイド－＞ダイオード（順方向）－＞試料－＞グラウンド

という接続ラインを作ります。
こうすると、試料が接続されていて、断線していない限りはリレーのソレノイドが作動しますので、あとはリレーの接点側経由でカウンタに電源を供給すればよいわけです。
これが可能なのは、試料の抵抗が最大でも２Ωと比較的抵抗値が低いためです。
ＤＣ－ＤＣリレーのソレノイド側に流れる電流は大きくても０．１Ａ以下ですから、試料による電圧降下は０．２Ｖ以下、ダイオードで１Ｖで、合計でも１．２Ｖ程度しか落ちないのでソレノイドの駆動には問題が生じないでしょう。（カウンタ側の電源は１２Ｖですから１２Ｖ用のソレノイドであればこの程度の電圧降下は問題ない）

で、問題は試料に通電するときのスイッチですが、試料とグラウンドの接続の中間に入れます。
こうすることで、試料を通電した瞬間にリレーのソレノイドも駆動されてという仕組みになります。

カウンタの消費電流は少ないようなので、もしカウンタへの供給電圧範囲が１０Ｖ以上であれば対応できるということならば、リレーを介さずに直接という手もあります。

ひとつ気になるのは定電流動作により試料に電流を流すのであれば、電源自体にスイッチ機構がないと、スイッチの入っていないときにはいつも電源の最高電圧に張り付いていますので、スイッチを入れて試料に電流を流した瞬間は電源の定電流動作が開始されるまでの帰還は最高電圧にて大電流が流れるように思います。なので評価の正確性に疑問があると思います。

お礼

回答頂いた皆様、誠に有り難うございました。

上記補足にも有ります通り、現在、シャント抵抗とコンパレータを使用した方法で、検討中です。

また躓きました、別の質問にて、相談させて頂きたく、宜しくお願い致します。

補足

ご教授頂き、誠に有り難うございます。
私にとって少々難しく、ひとつひとつ調べながら、理解させて頂いております。

今はご教授頂いた、シャント抵抗とコンパレータを使用した方法で、検討しております。
(電気は少々かじった程度で、非常に苦戦しております。)

後部のご教授頂いた方も理解しようとしているのですが、イマイチ実際の回路が解らず(思いつかず?)苦戦中です。

回答No.2

86tarou

電源回路側をA、カウンター回路側をBとした場合、両側にダイオードを入れればA側にBの電流が流れないため、カウンターはとまりますが＞
試料があろうがなかろうが、スイッチが閉じてる間はカウンター（時間測定ならタイマー？）には電圧が掛かるので止まらないような。試料の抵抗が低く、溶断する前は電圧が殆ど掛からないなら、カウンターの仕様（電圧が掛かってない時にカウント）によっては動作するでしょうが。
単純に考えると試料とカウンターが直列になってない限り、仰るような回路にはならないです（これでは溶断試験自体出来ませんが ＾＾；）。
試料がヒューズのような物なら、試料の両端にある電圧が超えたら動作する回路を接続するのが良いような気がします。ただ、電源（制御は電圧？電流？）や試料の抵抗やカウンター（動作入力条件）の仕様が分からないので詳細は答え難いです。

補足

ご教授有り難うございます。
おっしゃるとおり、直列にしないかぎりは目的通りにならなくて、困っております。
ダイオードの発熱をヒートシンク&ファンにて抑えるしか無いでしょうか…

下記、補足させて頂きます。
電源：回路の抵抗によって、電圧を変動させて、一定の電流を流す
　　　タイプです。よって、電圧は流す電流によって0.5～10V程度に
　　　ばらつきます。
試料：現在はヒューズを試験しております。よって、試料の抵抗値は
　　　2mΩ～2Ω程度です。
　　　※他に抵抗となるものは有りません。
カウンター：直結させると計測を始めるタイプで回路がOPENになると
　　　　　　とまります。(カウンター回路の流れる電流 12V 2.7mA)

回答になっているか解りませんが、宜しくお願い申し上げます。

回答No.1

nrb

▼　：A側回路→電流検知回路（規定上の電流が流れると）→タイマー

お礼

ご教授有り難うございます。
電流検知回路というものが、良くわかりませんので、勉強してみます。
もし宜しければ、勉強になるWeb等、ご紹介頂ければ幸甚です。