【質問】マイコンでPWM制御したDCモータの動作不良の原因と解決法
- マイコンで作ったPWMによるDCモータの制御をするために、回路をブレッドボード上で組んだが、突然MOSFETが機能しなくなり、正常な動作をしなくなる現象が起きる。
- MOSFETにはヒートシンクをつけており、放熱対策は十分である。また、壊れてしまったMOSFETは全ピンがショートした状態になっている。
- DCモータの詳細仕様は不明だが、測定したところ、24Vを流した時に2～3Aが流れた。質問は、この現象が回路のどの問題により起きたのか、そして解決するための改良案を教えてほしい。
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マイコンで作ったPWMによるDCモータの制御をするべく、添付画像のよう
マイコンで作ったPWMによるDCモータの制御をするべく、添付画像のような回路をブレッドボード上で組みました。 組んだ直後は正常に動作するのですが、突然MOSFETが機能しなくなり、正常な動作をしなくなる現象が起きてしまいます。 この現象はこの回路のどのような問題により起こり、尚且つそれを解消するにはどのような改良を加えればよいか教えて下さい。 （注） ・MOSFETにはPCのCPU用グリスを塗布したヒートシンクをつけているので放熱対策は十分です。 ・なお、壊れてしまったMOSFETは全ピンがショートした状態になっています。 ・DCモータは詳細仕様不明ですがテスターで測定したところ、24Vを流した時に2～3Aが流れました。 （データシート） ・MOSFET 2SK3163：http://akizukidenshi.com/download/2sk3163.pdf ・フォトカプラ TLP250：http://akizukidenshi.com/download/TLP250.pdf ・ダイオード ER504：http://akizukidenshi.com/download/er500_series.pdf
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フォトカップラ TLP250 を本当に使用されていて、添付された回路図の TLP250 に 供給している電源電圧 VCC5V が本当に５V だとしたら TLP250 は正常に動作していない 可能性が大です。理由は TLP250 の電源電圧の仕様が 10V～35V になってるのに仕様の 最低電圧である 10V の半分の電圧で使用しています。 TLP250には 仕様どおり 10V以上 の電圧を供給する必要があります。 多分、これが原因でMOSFETは正常なPWM駆動されない状態になっているのではないでしょうか？ 壊れる前の正常と思われる動作時にMOSFETのドレインの波形を確認すればわかると思います。 実際、MOSFETはかなり大きな発熱があるのではありませんか？ それから、MOSFETの破壊には関係ありませんが、 TPL250 への入力条件が仕様を満足して いない恐れがあります。入力のPWM33は3.3VレベルのPWM波形だと思いますが、その場合 75Ωで入力のダイオードに接続されてますのでダイオードに流れる電流IFはPWM入力電圧が 「H]の時（３．３V)ダイオードのVFを1.6V（TPL250の仕様より）とすると、 IF=(3.3V-1.6)／75Ω ＝ 22.7mA になりますが、仕様のIFの最大値20mAを越えてます。75Ωは100Ωに変えたほうが良いと思います。
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- komaty
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FETはゲートソース間の電圧状態によって動作します。 現状の回路では、ゲートソース間の電圧はフォトカプラ出力ＯＮ時はＶｃｃ、 フォトカプラ出力ＯＦＦ時は電位不定となります（どの回路からも吸い込みなし）。 フォトカプラをプッシュプルタイプの変更すれば動作するのではと思います。 また、電位安定のためゲート－ソース間に抵抗の挿入をお勧めします。
- oneone101
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図に書いてあるフォトカプラとデータシートに指定してあるフォトカプラが 違うんですけど、どう解釈したらよいのだろう。 ピン数さえ違うので回路があっているのかどうかさえ検証不能。
- tadys
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添付してある回路図ではまともな動作が期待できません。 フォトカプラの部分はこちらから選んでください。 http://www.semicon.toshiba.co.jp/product/opto/selection/coupler/list/photocoupler_ic_igbt.html
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