LTspice はどこまで 使える？ 定番マルチバイブレータ IC と ブレッドボードで誰でも簡単製作！ 5 kW，64 ns！ 大電力高速パルス・ブースタの シミュレーション設計 大塚 康二 Ohtsuka Kohji Tr1 1μ 33Ω 147Ω Tr2 D1 15Ω Tr3 電流 モニタ 1m Tr3：2N2905AまたはBCW68Fまたは2N3906×2並列 D1：PRLL5817（NXP）または11EQS03L（日本インター） 60Ω 28200μ 4.7Ω 1S10 22n 47Ω ダミー負荷 PSMN1R 530BLE 0.47Ω （NXP） IPA030N 1S10 10N3 （インフィ ニオン） 1μ Tr5 100Ω 15Ω 4.7Ω 4.7Ω Tr4 0.33n 1μ 14 1CX 13 1 1A 1Q GND IC1 8 パルス・ジェネ CD74HC レータをつなぐ 123E Tr1：2N3019または2N3904×3並列 Tr2：2N2905Aまたは2N3906×3並列 DC15V （リチウム・イオン蓄電池 3.7V×4セルの4値） 4.7Ω 内部 トリガ 300Ω トリガ 入力 47p 1k 16 2 1B VCC 3 1R 15 1RX CX 1k 5k 100μ 100p 0.1μ 3k 7805 5V 電源 レギュ レータ 680μ 単安定マルチバイブレータIC 可変電源 0∼100V 1μ 共通グラウンド （a）回路（最終） 図 1 フリーの無制限電子回路シミュレータ LTspice を利用して 大電力高速パルス・ブースタ（5 kW，64 ns）の設計に成功！ ● SPICE シミュレータは高速パルス発生回路の設計 にどこまで使える？ 広く利用されている電子回路シミュレータ SPICE は，超短パルス波形の詳細まで解析できると期待する のは無理と言うべきです．SPICE は，半導体物理で 起こる現象を等価回路やカーブ・フィッテングなどで つじつま合わせをしているからです． 私はこれまで，高速過渡特性の解析には，SPICE シミュレーションは現実との乖離が大きすぎて役に立 たないと決めつけていました．ところが，50 ns 程度 までの短パルス回路であれば使えることが分かったの でここに紹介します． 私は， 無 制 限 で フ リ ーの電子回路シミュレータ LTspice とその標準モデルを利用して「64 ns，5 kW の高出力パルス・ジェネレータ」を設計しました．さ らに入手しやすい半導体素子に置き換えてより特性改 善した回路開発に成功しました．その完成した回路を 図 1 に，仕様を表 1 に示します．写真 1 はブレッドボ ードに組み立てたところです． 2015 年 12 月号 1CX 1 1A 2 1B 14 1CX 1RX 15 1RX CX ワンショット・パルスを発生する 単安定マルチバイブレータ1 VCC 1Q 13 1Q 4 3 1R 11 2R 9 2A 10 2B ワンショット・パルスを発生する 単安定マルチバイブレータ2 2CX 6 2RX CX 7 2Q 5 2Q 12 VCC 2RX 2CX （b）CD74HCT123Eの内部ブロック（大電力高速パルス・ ブースタに使用したワンショット・パルス信号発生用IC） 50 ns ぐらいまでのパルス回路なら SPICE は設計に使える ● 例題回路の説明 図 2 に示す回路を例にして，SPICE シミュレータが 高速パルス発生回路の設計に利用できるかどうかを検 証しました．実際とシミュレーションが一致すれば， 労力と時間を大幅に節約できます．使用したシミュレ ータは LTspice です． 145
© Copyright 2024 ExpyDoc
