電子回路に詳しい人教えて!、12V×2A程度のDC電源を1秒単位でON/OFFしまくっても平気な回路
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2017.10.23

電子回路に詳しい人教えて!、12V×2A程度のDC電源を1秒単位でON/OFFしまくっても平気な回路

現在、遺伝子増幅のための「サーマルサイクラー」という装置をDIYしています↓

ペルチェ素子を使って、温度を95℃、70℃、60℃と速やかに変化させる必要があるのですが、ペルチェに送る電源は12V、2A程度の固定電源にしてPWM的に1秒単位で通電ONの頻度を制御することで実現しようと思っています。

これってどう実現すれば良いでしょうか?ちょっと前に使い方を覚えたSSRはAC専用らしいっすね↓知らなかった(笑)
DC用のSSRもあるみたいだけど結構高い。この程度なら大容量のトランジスタみたいなのでやれば良い?物理スイッチのリレーは止めた方が良いよね?当方トランジスタは人生で2SC1815しか使った事の無いへなちょこ知識なので、具体的なパーツ名とか挙げていただけると嬉しいっす!

ON/OFF制御はRaspberry Piで行う予定です。

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■ ■ ■ コメント ■ ■ ■

いいっすね!=8
001 [10/23 12:51]とおりすがり@InfoWeb:FET かトランジスタかな? トランジスタ スイッチ回路 でぐぐってみて。
002 [10/23 13:24]Dcd★54:https://www.omron.co.jp/ecb/products/pry.... ペルチェは突入があるから余裕みたほうがいいです。
003 [10/23 15:34]uspkt@OCN:どうせ制御には Raspberry Pi か Arduino 使うんだろうから、D/A 出力にアンプかまして PID 制御で良くね? (2)
004 [10/23 17:11]とくめい@OCN:下手に教えない方が良いと思うよ。萌えるよ。 (3)
005 [10/23 18:13]ほわ@Biglobe:24W程度ならパワーMOSFET使えば。秋月ならデータシートも付いてるからその通り作れば「とりあえず」は動くはずhttp://akizukidenshi.com/catalog/c/cpowm....
006 [10/23 18:36]ふぇちゅいん(管理人) TW★64:ありがとうございます。MOS FETというのがあるんですね。https://www.amazon.co.jp/gp/product/B01N.... これでOK? Raspberry piから直接駆動出来そう。
007 [10/23 18:38]ふぇちゅいん(管理人) TW★64:あと、プラスマイナス反転もやりたいので、もしかして「モータードライバ」ってやつが良いっすかね? https://sakura87.net/archives/2356 東芝のモータードライバ TA7291Pってやつ!
008 [10/23 21:46]ななしさそ★42:…やっぱ中古のサーマルサイクラーを買った方が良いんじゃ… 最初は省電力で最悪燃えても大丈夫な状況で始めないとダメかも。 (1)
009 [10/23 21:47]はち@YahooBB:そのICはピーク2A、Ave1Aなので無理 (1)
010 [10/23 22:11]ふぇちゅいん(管理人) TW★64:2つ並列にすればOK?、こっちなら1つでいけるかな。http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-08....


011 [10/24 00:33]i:この辺の回路等も参考になるかも知れません。同様にFETでPWMで動かしてるので…。http://akizukidenshi.com/download/kairo/....
012 [10/24 10:02]@OCN:FETとか使う知識がなければ、オムロンのSSRのG3CNとか使えば楽じゃね?電圧ドロップがあるからちょい電圧調整いるけど。 (1)
013 [10/24 10:10]uspkt@OCN:>>004 確かに。温度ヒューズと難燃対策しても不安が残るよね。3Dプリンター持ってるみたいだから、機械工作はどうにでもなりそうだし、安定電源装置の電圧設定つまみ回すロボット(と言ってもサーボ回すだけだけど)を作った方が安全かつ汎用性があったりして。
014 [10/24 10:31]yori:当方、回路設計屋です。電源制御には、MOSFETを使えば良いのはOKです。IRF520は定格9.2Aですので、通常使用電流がその半分、4.5A程度であれば動作すると思います。それ以上流し続けると燃えるので注意。(半導体部品は定格の30%〜50%以内で使うのが鉄則です)ON時に突入電流がかなり流れると思いますので、数百μFのコンデンサも使用すること。これも耐圧をしっかりと考えてください。
015 [10/24 10:32]yori:ON抵抗が結構大きなFETですので、そこそこ発熱するはずです。放熱をしっかりと考えること。また、MOSFETの駆動(ゲート(制御端子)にかける電圧)部分は、間違ってもラズパイを直接接続しないでください。小信号用のトランジスタ(デジトラでOKです。NPNでもPNPでも可。ソフト制御次第)経由でFETのゲートに接続すること。FETが駆動できない又はラズパイのI/O端子に負荷がかかってラズパイが燃えます。ダーリントン接続しても良いかもしれませんね。電源系の回路ですので、しっかりと考えないと燃えますので注意してくださいね。
016 [10/24 10:43]パワー:パワーMOSFETでフルブリッジ回路作れば正負反転が簡単に出来ます。ハイサイド、ローサイドの同時ONに気を付けて(短絡します)、デッドタイムを設定します。でも、オシロがないと作る気がしない…
017 [10/24 10:47]yori:ラズパイを始めとするマイコン類は、I/O端子に流せる電流はせいぜい数mA程度です(データシートに10mA流せるとか書いてあっても鵜呑みにしてはダメ)。大電流駆動させるFETやトランジスタの制御端子(ゲートやベース)には、当然それなりの電流で駆動させないと、マイコンにダメージがかかります。その為、小信号トランジスタに肩代わりさせてやる訳です。
018 [10/24 11:37]ふぇちゅいん(管理人) TW★64:ありがとうございます。検索するとIRF520をArduinoに直結しているような回路図が出てくるんだけどやっぱりダメなのか。反転回路の方が面倒そうですね。やはり大容量のモータードライバ探すのが良いかな。
019 [10/24 12:00]yori:マイコン→デジトラ→FETと繋ぐだけなので、大した事ない回路ですよ〜
020 [10/24 12:20]ふぇちゅいん(管理人) TW★64:あ、そこは大丈夫なんですが、反転回路をRasPiで制御するのが怖いっす。短絡しそう。というわけでコレで行こうと思います。http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-07....

021 [10/24 12:23]ふぇちゅいん(管理人) TW★64:電解コンデンサってMOS FETの手前?ペルチェ側?ペルチェ側に付けると突入電流増えますよね???手前に付けるのって意味ありますか?????工具箱の底の方に470μF35V、105℃がなぜかゴロゴロしてるのでコレで良いかな。
022 [10/24 12:59]Dcd★54:02すごくスルーされてるけど ON抵抗0.5Ωもあって大丈夫? 02の1-2にLEDが入ってるからそれ光らすだけで 4-6導通するよ?。まあ少し高価だけど0.005Ωだよ ラズパイ10mA以下だったんでしたっけ。電解手前につける意味はほぼないです。
023 [10/24 19:57]オタチ:このような用途ならフォトMOSリレーが最適です。パナソニックのAQZ202Gが良いですね。入出力が絶縁されている、機械式リレーと比べ寿命は半永久的、動作速度が10mS以下、使用電圧電流範囲は60V,6Aまで on抵抗は最大0.03Ω と十分な仕様です。入力側はLEDなので5〜10mA流せばONします。
024 [10/25 10:25]>>022,023:MOSFETリレー、フォトMOSリレー便利ですね。フルブリッジ組んでもハイサイドドライブが超簡単。
025 [10/25 19:11]通りすがり@Dion:電流大きめですし、オシロ無しでフルブリッジを組みたくないなぁ。安全に組めるモジュールをオススメ

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