Ｈブリッジ回路３

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2009年01月11日

(3)

テーマ：模型鐵道(697)

カテゴリ：電子工作

前回に引き続き、Ｈブリッジ回路によるモータードライブの実験です。
今日は部品をハンダ付け。電源を入れてみました。電源は００６Ｐです。

あれ？あれ？あれ？
部品がみるみる熱くなり手で触れないほど発熱！。
あわてて電池を外しました。
見事に失敗です。
小さなトランジスタが悪かったのか、配線が悪かったのか、原因は不明。
本当はこれで成功したら次のステップと思っていましたが、失敗でも次のステップいちゃいます（笑。
普通のバイポーラトランジスタではなく、FET(電界効果型トランジスタ)を使ってみます。
コチラを参考にしてください。
今回使用するFITは１つの８ピンICの形をしていて、２つのMOS-FETが入っています。
回路図はこんな感じ。

今度こそ・・・。

したっけね！

kiha28go.com

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最終更新日 2009年01月11日 19時53分09秒
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■コメント

トランジスタの発熱

ゴーン辻さん

トランジスタの発熱ですが、下手すると破裂しかねません。
子供の頃に、学研電子ブロックで破裂させて粉々にしたことがあります。
細かい破片が飛んで、結構危険です。

私なりに発熱の原因を回路図から探ってみました。
抵抗値とトランジスタのランクが不明なので、あくまで「推理」に近いものです。

まず設計の基本条件として・・・。
このトランジスタの直流増幅率(hFE)は二種類とも概ね100としましょう。
それから、コレクタ電流Icは最大値の1/5くらいに留めるとしても30mA位でしょう。
hFEもIcもカタログの1/10位で使うのが安全・安定に動かすコツです。
実際のベース抵抗値が幾らなのか判りませんが、仮にコレクタ電流Ic=30mAを狙うとすると、hFE=100と想定してベース電流はIb=0.3mAとする必要があり、ベース抵抗は9V÷0.3mA＝30kΩになりますね。
トランジスタのB-E間の電圧降下が0.6V×2=1.2V、モーターに掛かる電圧は電源9V－電圧降下1.2V＝7.8Vということですね。
ターゲットは鉄道模型のモーターなので、要求電圧は満たしているでしょう。
Bトレのモーターの電流電圧特性を興味本位で測った事があります。
無負荷(空転)状態で、3.0Vで約20mA、4.5Vで約28mA、6.0Vで約35mAでした。
直線的に予想すると7.5Vでは約45mAとなり、トランジスタのIc最大は150mAなので余裕があります。
コレクタ損失Pc＝0.6V×45mA＝27mWとなり、トランジスタのPc最大は0.4Wなので余裕があります。

でも実際に発熱したという事は、考えられるのはベース抵抗が一桁か二桁か、とにかく小さかったということです。
この推理、当たっているでしょうか？
(2009年01月15日 01時13分18秒)

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Re:トランジスタの発熱(01/11)

キハ２８号

ゴーン辻さん
ご教示ありがとうございます。
ご想像は大当たりです。
とりあえず、スイッチングがうまくいくかどうかだけを確かめたかっただけなので、モーターを回すのは短時間だからまぁいいやとエイヤー設計でベース抵抗を10kを入れてみたのがこの結果でした。
トランジスタが爆発しなくて良かったです。
実際にはモーターに負荷がかかりますので、FETで作ろうと思っています。
(2009年01月15日 23時54分43秒)

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Re[1]:トランジスタの発熱(01/11)

ゴーン辻さん

キハ２８号さん
＞ご想像は大当たりです。

おぉ、ありがとうございます。
私の知識もまんざら捨てたものでは無かったようで、一安心です。

＞実際にはモーターに負荷がかかりますので、FETで作ろうと思っています。

その方が何かと良いですね。
回路図をみる限りFETアレイかと思われますが、もしそうなら大抵のアレイは小信号用かと思います。
そのFETにモーターを回せる電流容量があるかどうか(オン抵抗とは別)、FETのオン抵抗による消費電力(=発熱)が規格内かどうか、モーターが発する逆起電力をバイパスする保護ダイオードが内蔵されているかどうか(FETは逆電圧に弱い)、以上３点が重要ですね。
そのFETアレイがリレーも駆動できるなら大丈夫なのですが。

とにかく、無事に動くことを祈っております。
(2009年01月16日 01時26分39秒)

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