ふるた技工所(てっこうしょ)

Micro Blower MZB1001T02 を NJM386D で駆動してみる。電源電圧は定格最大の 12V だ。回路は前の blog に比べて部品を減らしてある。ブレットボード上で実験した回路には電源確認用の LED が乗っている。これは下の回路図から省略した。


Bsch v3 回路図

2017.4.29 速報的に追記 次のように NJM386D と 1 Ω 抵抗で発振して駆動できることが分かった。

マイクロブロア駆動回路 (Bsch v3 回路図)


帰還信号を捉える抵抗 R1 は 1Ωのまま、Pin3 (IN+) に入れたコンデンサは省略(ブレットボードに組んだとき省略に気づかず、動作させたら動いた)、Pin1-Pin8 間 ゲイン設定コンデンサはショートで省略(飽和動作のため、出力を電源電圧の 1/2 程に保つ様なバランスは不要)。

電源に入っているコンデンサはノイズの出入りを押さえたり、NJM386D を安定動作させるために「念のため」入れてある。

ブレットボード上に組んでみて動作させた。電源電圧は Fluke 179 測定で 12.25V だ。若干定格オーバーだ。



電源を入れるとシューと言う音が聞こえる。これは焦る。部品が焼け始める音にそっくりだ。Micro Blower 無しで動作確認を済ませる方が確実だろう。NJM386D は触って「暖かくなったかな？」程度の発熱だ。

動作波形を見ていく、次は NJM386D の出力波形だ。ほぼ NJM386D は飽和(クリッピング)出力していると考えられる。電源 12.25V に対して、振幅は 11.24V、天地ともトランジスタの Vbe 分だけ離れた波形だ。周波数は 25.449kHz なので MZB1001T02 の共振周波数で発振していると考えられる。



波形からすると、NJM386D は MZB1001T02 を十分に駆動できていそうだ。

電流波形をみる。MZB1001T02 に流れる電流はほぼ直列に入っている R1 (=1Ω) に流れると考え、R1 の両端電圧を測った。83.8mApp だった。



電流波形は正弦波に比べ乱れている。矩形波駆動による切り欠きと、それに励起された可能性が有る機械的なオーバートーンの振動が含まれている。

NJM386D の出力、入力波形を見てみる。上が出力波形(5V/DIV, Probe x10)、下か入力波形 (50mV/DIV, Probe x10), Time: 10us/DIV だ。R1=1Ω にて 発振条件を満たす Gain は少なくとも 100 倍程度か。NJM386D の Gain 設定が 200 倍なので飽和動作している様だ。Gain 不足になる場合は、R1 を 2 ～ 3 Ω位にして帰還量を増やす必要がある。先の電流波形からして、数Ωほどでは出力の効率は大きく落ちない。



動作中のビデオを撮影した。下の画像をクリックすると約 20Mbyte の mp4 ファイルをダウンロードした後、再生が始まるはずだ(ダウンロードしたファイルを再生ができる)。モバイル環境の場合、通信量が多くなる。課金や流量制限に注意して欲しい。



動作させると録画に「ピュー」と言う音が入る。これは耳で聞こえなかった音だ。撮影時、音声は 48k sample/sec の LPCM で録音している。高調波がエイリアシングして、低い周波数に変換されて入った音だろうか？ 詳細な解析はしていない。

48kHz / 2 = 24kHz なので共振周波数 25.449kHz に近い。あるいは 25.449KHz x 2 = 50.898KHz と考えて 48KHz に近く、差が可聴周波数となったと考えるべきか。ローパスフィルターで遮断しているはずなのに入っている音だとすると、相当に大音量なのかもしれない。

吹き出し口を塞いでも発振は停止しない。裏に指を回し、振動板を押さえると発振停止する。暫くすると発振は再開する。このことも MZB1001T02 の使用条件によって Gain 不足になる様だったら、R1 を大きくして帰還量を増やした方が良いことを示している。

実験中大きな音を聞いていたのかなぁ...

2017/4/29 追記 MZB1001T02 のモデル計算し直し