ラジコンのトランジスタ H ブリッジ回路が破損しているときのチエック方法

(1)H ブリッジ回路

①標準的な回路

・ モータを正逆する回路で、トランジスタを 6 個使用する。
・ Q1、Q2、Q4、Q5 は NPN (8050など)記号は、T1、Tr1 なども     ある。
・ Q の語源は、qristal (結晶) からという。オバQも 3 本だね。
・ Q3、Q6 は PNP(8550など)
・ トランジスタは SW として使われ、正逆は下図のようにタスキがけで         ON させる。
・ Q1、Q4 は信号分配、信号反転、ダーリントン増幅、+ 電源 VDD m       と VDD cob の絶縁の 4 つの役割をしている。
・ Q1、Q4 は同時に ON させてはいけない。
・ Q1、Q4 は小信号なので、チップトランジスタの場合もある。
・ この回路では発電制動ブレーキはできず、フリーラン停止となる。
・ トイラジコンでは VDD は、3 V ~ 9 V ぐらい。
・ トランジスタ保護用のフライホイルダイオードがついている場合が         ある。 


②トランジスタ単体の簡易チエック方法
・ PN 接合の P から N には電流が流れるのでこれをチエックする。
  ・ デジタルテスタ(赤+)とアナログテスタ(黒+)では、テスト棒の  極性が逆なのでややこしい。
・ アナログテスタのほうが直感的で見やすい。

②-1 アナログテスタの場合
・ ×1 K Ω のレンジにする。
  ・ TEST 棒の本体側プラグの赤黒を差し替える。これは TEST がすんだ  ら元に戻しておく。

②-2 デジタルテスタの場合
・ ダイオードテストにする。

・ NPN 8050、PNP 8550 の場合
・ アナログテスターでは、 約 3 KΩ か ∞
・ ダイオード付の場合は、∞ のところが 約 2 KΩ となる。
・ デジタルテスターでは、 約 0.6 V か 「表示変化なし」 を示した。

 

・ チップトランジスタのピン配置

 

(2)基板 H ブリッジ回路のチエック

①回路の書きだし

デジカメで撮影後、グレイ印刷して回路を追い、ブリッジ回路を手書きする。

・ VDD、VSS、モータ出力、IC からベース、基板表示 Q1 などが手がかり

・ 型番は 8050、8550 でも、EBC 配列と ECB 配列のものがあるので注意

・ この基板では、Q番号などが違うだけで、一般回路そのままで、ダイオードはなし。

                                 

②テスタで各トランジスタの簡易チエックをする。
・ このとき車体の電池は外しておく。
・ モータへの 2 線もマーキングし、基板から外しておく。

③不良トランジスタがみつかれば交換する。

(3)モータについている抵抗とコンデンサ
おもちゃ修理を始めたころ、モータ端子に抵抗らしきものやコンデンサがついているのが来た。
コンデンサはよしとして、抵抗らしきものは過去に見たこともなかったので 「何じゃコレ?」 とビックリした。

①抵抗らしきもの
これは、単なる抵抗と抵抗ヒューズの 2 種類があり、 1 W ~ の容量と ~ 2 Ω ぐらいのものである。
抵抗ヒューズは抵抗にヒューズ溶断特性を付加したもの。
目的は何?

・ トランジスタ保護
モータが停動したり内部で短絡すると、通電中の 2 個のトランジスタに大きな電流が流れる。
乾電池の電圧が電池の内部抵抗で下がるまでの間、この電流を抑え、破壊にいたるのを防ぐ。

・ モータ電圧の適正化
電池で 9 V の場合、モータは定格 6 V のカーボンブラシタイプが使用されるが、少し高いので落としてやる。
抵抗が 1 Ω、モータの定格電流が 0.6 A の場合
電池新品 9.6 V ( 1.6 × 6 ) - PNP 0.6 V - 抵抗 0.6 V - 抵抗 0.6 V - NPN 0.6 V = 7.2 V がモータにかかる。
ラジコンで 9 V の場合、普通に入手できるマブチモータ ( FA-130 : 1.5 V、RE-260 : 3 V ) は電圧が高すぎるので使えない。

・ 緩起動
大型モータの起動電流を抑え、起動ショックを和らげる。
昔の電車では車体下の抵抗器をカツンカツンと切り替えていたね。

TOYラジコンも最近では、PWM で変速駆動するのも出てきており、進化に恐れを感じる。
この分だと、Gセンサ搭載の転倒防止付やGPSで周回コース記憶付などが出てくるかも。

②コンデンサ
これはおなじみの、整流子火花放電によるノイズ防止で、ラジコンでは必要で効果は実感している。

たいてい φ 7 ぐらいの茶色円盤形セラミックコンデンサの 104 ( 0.1 μF )がついている。
たまに正逆するのに有極の電解コンデンサがついてたりするのでビックリする。

モータ端子間に 1 個だけのものがあるが、効果は少ないそうだ。

モータ端子間、各端子とケース間の 3 個使用がよいらしく大抵これである。
ケースと電源の GND とは接続しないのが普通。

ノイズのことは超難解な分野で、さっぱりわからない。
モータのノイズ防止=茶色セラミックコンデンサの φ 7 の 0.1μF 使用と経験則で決まっているのかな?
青い積層セラミックの小さいのでも熱くならず、受信妨害がないのなら使える。

 

 

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