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バッテリーマネジメントシステム(BMS)におけるMOSFETの正しい役割を解説

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多くの人は、BMS回路におけるMOSFETの動作原理を誤解しています。一般的な誤解として、「充電用FETは充電器のGNDを制御し、放電用FETは負荷側のGNDを制御する」と考えられていますが、実際にはもっと正確で複雑な動作をしています。     1. NチャネルMOSFETを使ったBMSの基本構成 多くのリチウムイオンBMS基板は、充電と放電を制御するために2つのNチャネルMOSFETを使用しています。接続構成は以下の通りです: ソース (Source): B−(バッテリーの負極)に接続 ドレイン (Drain): P−(出力・入力の共通GND)に接続 ゲート (Gate): 保護ICによって制御 ゲートにしきい値以上のVgs(ゲート-ソース間電圧)が加えられると、MOSFETは導通し、ドレインからソースに電流が流れます。     2. 充電用と放電用MOSFETの違い 放電用MOSFETは、負荷放電を許可する場合にP−をB−に接続します。充電用MOSFETは、P+端子からバッテリーパックへの電流の流れを制御します。どちらもNチャネルタイプでありながら、接続方向や配置が異なります。 3. 実際のスイッチ制御ロジック - 放電:負荷側(P−)は放電FETを通じてバッテリーGND(B−)と接続されます。 - 充電:充電FETが導通している場合にのみ、充電器のP+がバッテリー正極と接続されます。     4. FETが動作していないときの現象 ゲート電圧が正しく加えられない場合、FETは開状態(非導通)になります。 バッテリーが満充電でも、P+とP−間の電圧が0Vのままになります。 5. 診断のための測定ポイント ゲートとソース間の電圧(Vgs)を測定します。 Vgsが低いと、MOSFETは導通しません。 これは保護ICが過電流や低電圧などを検知して、FETを遮断している可能性があります。     結論 MOSFETがBMS回路内でどのように動作しているかを正確に理解す...

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木工用ドリルの選び方と、その背後にある科学技術

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📖 本文: DIYや木工作業を始めるとき、最初に必要となる代表的なツールが 電動ドリル です。 しかし、種類やスペックが多くて、どれを選べばよいか迷ったことはありませんか? この記事では、 木工用ドリルの選び方 と、 その内部に隠された最新の技術 についてわかりやすく解説します。 🔧 木工ドリルの選び方 1. 用途に合った種類を選ぶ 電動ドリル :一般的な穴あけやネジ締めに最適 ハンマードリル :コンクリート用。木工には向きません インパクトドライバー :強いトルクが必要なネジ打ちに活躍 2. 電圧とパワー 12V :家庭用や軽作業向け 18V :本格的な木工作業におすすめ 3. 回転数(RPM) 回転数が高いほど速く穴をあけられますが、木材によっては焦げたり割れたりします。 速度調整機能 付きのドリルが理想です。 4. バッテリーの種類 リチウムイオン電池 :軽量で充電が速く、メモリー効果なし ニカド電池(NiCd) :旧式、重くて効率も低い 5. チャックのサイズと種類 10mm :軽作業向け 13mm :多用途および重作業向け キーレスチャック :工具なしでビット交換が可能 --- 🔬 ドリルに使われている科学技術 1. トルク制御システム クラッチでトルクを調整し、木材を傷つけずに作業可能です。 2. ブラシレスモーター技術 ブラシレスモーター は摩擦が少なく、長寿命かつ高効率。 現在はコードレスドリルにも広く採用されています。 3. 電子制御(回転方向・速度) 正転・逆転 と 変速 がスイッチで簡単に切り替えられます。 ネジを締めたり外したりする際に便利です。 4. バッテリー技術 リチウム電池は高出力・急速充電・過充電防止機能付きで、コードレスドリルの核心です。 5. 人間工学に基づく設計 長時間作業しても疲れにくいように、 重心設計、グリップ角度、振動吸収素材 などが工夫されています。 --- 🔎 選び方のまとめ 用途に応じてドリルの種類を選ぶ 12V以上、トルク調整機能付きが望ましい リチウム電池+ブラシレスモーター搭載モデルが理想 キーレスチャックでビット交...