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2011年04月14日の記事

2011年4月14日(木) 21:06

Hブリッジと貫通電流

 Hブリッジは、原理こそ簡単だがマトモに動作するものを作ろうとすると結構厄介である。コイルガン戦車でうまく動作したものを流用する。ローサイドのFETはコスト重視でK3140を採用し、それ以外は同じ。
 重要な点として、この回路図は貫通電流対策を行っていない。TLP250のドライブ出力である6番ピンが半端な電位になる期間は、ローサイドとハイサイドのFETが同時にONとなる。

 しかし、FETのパルス耐電流は240Aあるため、十分に耐えられる。また、PWM周波数は50Hzと思い切り低くするため、貫通電流による余分な発熱も大したことはない。ギア比が高いため慣性が大きく、低周波PWMで問題なく動作する。逆に、低周波にしないと低DUTY時にモーターが回転しない。
 使用条件を考慮した際に貫通電流が問題にならないと見極めた上で対策を無視しているのであって、この回路図だけを流用してパーツを壊しても責任は持てない。低スペックのFETを使ったり、インピーダンスの低い電源を使ったり、PWM周波数が高かったりすると、壊れる可能性がある。

 貫通電流対策を行うには、ローサイドとハイサイドのFETを同時にOFFとするデッドタイムを設けねばならない。ところが、1個のTLP250では無理。そうなると、Hブリッジ1個あたりの TLP250 が2個から4個に増えてしまう。ピンは余っているのだから、2回路入ったハーフブリッジ駆動対応版の TLP250 があればいいのだが。
 そんな訳で、百も承知の上で貫通電流は無視している。

 レーザー戦車に必要なHブリッジは、砲塔5個に車体1個の合計6個。よって、ハイサイドの J607 とローサイドの K3140 とゲートドライブの TLP250 が、それぞれ12個ずつ必要。
 まっとうに貫通電流対策をすると、TLP250 が24個になってしまう。

 FETがオーバースペックなのは、いつもの鬱っとうしい制限。ON抵抗の小さなFETは、自動的に耐電流が大きいのだ。
 耐電流が1桁小さくて、でもON抵抗は変わらない。そんな小型FETがあるといいのに。まあそうなるとHブリッジの場合は、貫通電流対策が必要になってしまうが・・・

 ゲート駆動電位差10Vの場合、ハイサイド10mΩでローサイド6mΩ。合計のロスは16mΩとなる。

written by higashino [レーザー戦車] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(2)] [TB(0)]

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