【仕事で学問】検査装置時代のメモ【統計・電子回路・磁気関係・プログラミング】

オペレータの方に電子回路的な要素を話すときに有用であった、DCDCコンバータの要点は以下の通りです。

• 電子回路があるものは電源の回路が必ずある
  別置きの電源であれ、回路内の電源ICで構成されたオリジナルな電源であれ、必ず電源は存在するため、何かしら回路の問題が発生した場合、それらの電源も調査範囲に必ず入る。
  また、レギュレータの話になっても、DCDCコンバータからみて難易度が易しい方向にすすめため、対応可能。要は初めからキツイ道に行ってちょうだい、ということです。
• 回路技術における共通項がまとまっている
  • コンデンサの働き
    電圧的な見方：電化エネルギの蓄え…電圧源, リップル抑制, 制御・応答速度の遅さカバーなど
  • インダクタの働き
    電流的な見方：磁気エネルギの蓄え…電流源, 逆起電力, 電流→電圧生成の考え方, 電流の立ち上げ速度
  • スイッチング素子の働き
    昨今のDCDCコンバータは寄生ダイオードを利用することによるパワーMOSFET系の同期制御方式が大半ですが、そこに至るまでのトランジスタのスイッチング動作＆波形が高周波を含む内容までを一通りイメージ
    バイポーラ系, MOSFET系のトランジスタの違い(電流駆動, 電圧駆動, はき出すRMSノイズ量の違い)
  • コンデンサ、インダクタの組み合わせの働き
    フィルタ的な見方(周波数特性),寄生素子も含めた周波数特性の意識付け
  • 基板のパターンのレイアウト(回路ループがアンテナとして作用)の意識付け
    回路だけでなく、実物を意識したパターン(大小の回路ループ)によるループアンテナ的ノイズがあることを意識…つまりEMI
  • 制御方式
    基本的なPWM制御：負帰還制御の説明, 実際の種強く波形動作のイメージまでを意識付け

オペレータの方に電子回路的な要素を話すときに有用であった、伝送路の要点は動画タイトルの通りのため、割愛します。

磁気関係はリンク集はなく、よく使う磁場を求める簡易計算が前提としている範囲や程度の大きさについて把握することの大事さを言いたいです。

結果から言うと、検査装置における磁場の影響においては、アンペールの右ねじの法則(ビオ・サバールの法則)のシンプルな式で十分と考えています。

というのも、アンペールの右ねじの法則は”無限長の配線に流れる電流から発生する磁場”だからです。これ、何を意味するかというと、ある点において、実際にはありえない無限長の長さ分の磁場をすべて足し合わせて算出した磁場だから、磁場的には実際よりも大きい磁場が机上計算で出る、つまり「最も厳しい条件」の磁場を算出していることになります。微小長さdlから出る磁場ではないのでご注意願いたいです。

実際の磁場の発生源の観点からみると、検査装置周りで大きな磁場を発する、つまり大きな電流が流れる箇所のほとんどは、室内に引き回している電源ケーブルです。電源ケーブルは配電盤や直流安定化電源から引き回されるケースがほとんどです。
電源ケーブルは必ず電流の往路と復路をもっています(当たり前とは言わない)。つまり、電流の経路でみれば差動(伝送)と同じです。往路と復路の配線の外側は磁場を打ち消しあいます。配電盤から引き回される配線はVCTケーブルが代表格かと思いますが、往路と復路は被覆で覆われて隣接している場合がほとんどです。
配線に流れる電流値は多い時には1系統で定格AC30A～AC50Aだったり、突入電流を考慮すれば100Aオーダーであったりしますが、以上の条件を鑑みると、意外と小さいことがわかります(何をもって意外と小さい、とするかは結局は磁場の要求された大きさによるのですが)。

おいカワッター、電磁界シミュレータ使わなかったのか？無料のものが知らんとは言わせんぞ？と言われると思います。はい、使いませんでした。
なぜなら知識不足でシミュレータを使えば”シミュレータに遊ばれる”ことが目に見えて分かったからです。出た結果が正しいものか、(今もですけど)当時の私では判断ができなかったです。