パワーエレクトロニクス

 学生が、リチウムイオンバッテリの短絡事故を起こしてしまった... ケース内にバッテリを置いていたので外部への被害はなかったらしいが、液漏れを起こしている 資料や動画で注意を促しても、実験用となると結局は本人の注意力次第... 改めて、学生研究では18650以下のバッテリで控えておこう感じる…

 日本ガイシの半固体のリチウムイオン電池 面積はSDカードくらいだが、厚紙よりも薄い… 結婚式の招待状のような、しっかりとした紙程度の硬さ 新種の電池に触れるだけでも、学生にとっては刺激的 まずは特性を取得して、来年度の学生工作テーマに取り入れてみよう

鬼のような寄生インダクタンスのある学生回路 平滑Cとスイッチの距離が遠く、更に電流プローブを引っかけるためにケーブルループを入れてしまっている こんな回路でも、スナバCを入れたらサージが25%低減... 机上の理論では知っているはずだが、いざ自分で設計ととなると大きなループを作ってしまう...

 学生は実験に慣れると高価な機材ですら雑に扱うようになる プローブを雑に積み重ねるだけでなく、驚くことに電源ONで実験中！ 学生は「何もしていないのに装置が壊れた」とよく言うが、壊れる理由が分かる 装置に値札を貼って丁寧に扱うよう促しても、緊張感は1か月もたない… 大学での永遠の課題...

 2本の並行銅線を接近させた場合と離した場合の抵抗値を比較 接近させた並行銅線は近接効果によって抵抗値が上昇 距離を離した場合は、単銅線の抵抗値の約半分となり、近接効果の影響がなくなる 地味データだが、高周波インダクタやトランスを設計する場合には重要な特性

 DABコンバータはソフトスイッチング動作するので、理論的にはスイッチング時のサージは小さい しかし、MOSFETの出力容量が小さく、ドレインソース電圧が高速で変化するとサージを発生させてしまう MOSFETと並列にCを接続して等価的に出力容量を増強することで、サージは消えて理想的な波形に近づく

 学生の作ったグラフの劇的ビフォーアフター 軸と波形の太さに差をつけるだけで、グラフの見やすさは大幅に改善する この種のビフォーアフターの小ネタを集めると学生用の教材になる しかし、事例を集めるのが大変 何よりも、多くはビフォーのまま終わってしまう…

 試作回路や実験装置など、光沢のある金属は放射率が低いので、表面温度をサーモカメラで観察するのは難しい 黒体テープを貼れば放射率が上がり測定できるようになる が、一番恐れているのは、学生の勘違いによる普通のテープ感覚での大量消費... このテープは10mで7000円 無駄遣い防止用の値札が必要

 学生によるソーラーマイクロインバータのリバースエンジニアリング 学生の図面によると、2並列のプッシュプルコンバータとフルブリッジインバータ しかし動作確認は未実施 動作確認で、図面のミスに気づくこともよくある このままで終わらず、動作確認まで完了させて製品を成仏させてあげよう...

 平滑コンの動画を準備しようと思った矢先、ドストライクの現物例を発見 共振周波数が400 kHz超の共振形電力変換回路で、平滑コンとしてAl電解コンが使われていた この周波数では、電解コンはおよそ抵抗として振る舞う コンデンサのインピーダンス特性例より、400 kHzのリプル除去にはセラミックが有効

 もの凄く怪しく危ない学生の実験系… 「リードのはんだを除去し、MOSFETを外した状態で実験中」らしいが、接触不良気味の一番危ない状態で接続されてい。 可能性が大（多分、実験時にバチバチいってそう） 実験で横着してはいけない。中途半端な横着はトラブルのもと。 「急がば回れ」をパワエレで体現？

 基板設計の際には、基板に取り付けられるねじサイズを考慮して余裕をもってパターン幅を決定する必要がある。 ねじでパターンが短絡してしまい、カッターナイフでパターンを削るハメになる 写真を見ると、他にもたくさん短絡しそうな場所がある… ブラックジャック並みの外科手術が必要になりそうな予感

 たまに、学生の基板を見るとキノコが生えたようにセラミックコンデンサが山のように後付けされていることがある。 サージ対策や平滑強化だと思うが、完全に良からぬことが起こっているし、恐らく功を奏していない 。 これを毒キノコ基板と呼んでいる。キノコも基板も、両方とも食べられない（動作不能）

 学生の基板で頻繁に見かける、セラコンタワー。 平滑能力が足りなかったのか?それもパターン設計のミスか?  このセラコンタワーは5階建て、姉歯顔負けの違法建築…  基板は平屋建てが一番よい、次の試作回路ではタワーが撤去されることを願う

 装置の見てくれだけで判断せず、全面に書いてある機種名を確認する癖を。 電子負荷と電源は、車でいうとアクセルとブレーキくらいの差がある 指さし確認で暴走事故を防止しよう

 学生が鬼ケーブルで実験をしていた… ここまでくると、心臓バイパス手術なみの複雑さ。 準備に5時間かかるほどの改善点山済みの実験系だが、今回は実験は成功したらしい だが、いつ事故が起こっても不思議のない爆弾を抱えている。 D-subコネクタなどを使って配線を簡素化することも重要な実験スキル

 実験トラブルのトップ1(?)イモはんだによる接触不良。 学生ならば卒業までに3度は経験する。 元々のイモはんだ部がコネクタの抜き差しで応力が掛かり、接触不良を起こていた。 このトラブルシューティングで学生は1時間ほど失った。 はんだ技術向上に加えて、ストレスリリーフやコネクタカバーなどを使うべし

学部4年生が信号発生器に受動プローブを接続し実験しようとしていた。オシロと外見が似ているからオシロだと思い込んでたらしい… メーカは製品のカラーデザインを大体は統一しており、同一色で似た外見でも中身は全く別製品というのはよくある。 学部生はまだ一般常識を身に着けていない、注意喚起が必要

パワエレ学生がよくはまる落とし穴。基板同士を接続するケーブルはインダクタとして見なさないと痛い目を見る。特に高周波で電流が変化するループには注意が必要。案の定、この実験でスイッチが燃えたらしい。スイッチの故障は地味なのでさほど驚かないが、コンデンサから煙がでると心臓が止まるほど驚く