おしえて

FETを燃やしたことがある人に質問です

締切済

質問者：るっきぃ
質問日時：2016/05/14 13:28
回答数：1件

モータドライブ回路（DCmotor,steppingmotorの回路など）を今まで自作したことのある人で燃えた回路（できれば回路図）となぜ燃えたのかを教えてください。

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回答 (1件)

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No.1

回答者： m-jiro
回答日時：2016/05/15 02:01

モータードライバではありませんが、かつて同僚が30KHz、50W程の高周波電源を試作していました。

結果はMOSが真っ黒焦げ。原因はON抵抗の温度特性でした。
MOSのON抵抗は温度と共に増加します。つまり　温度上昇→ON抵抗増加→損失増加→温度上昇・・・の悪循環に陥ったのが原因。大きな放熱器を取り付けて解決したように記憶していますが、かなり昔のことで詳しくは覚えていません。
2SK2232はON抵抗が36mΩとなっていますが、これは駆動電圧が10Vで25℃の場合です。データシートの4ページに温度特性のグラフがありますが、4V駆動の100℃では70mΩぐらいに増加します。36mΩの2倍です。設計の際はこの程度で見ておかないとまずいでしょうね。
もし70mΩで15A流せば15.75Wの熱を出します。

ところで放熱器はどの程度の熱を処理できるかというと予想が実に難しい。理論はあるのでしょうが周囲に空気の流れがあるかどうかでものすごく変わる。だから細かい計算をしてもあまり意味はない。
かと言ってまるで見当もつかないというのではこれも困る。そこでごく大雑把な見当の付け方を記します。これはあくまでもドンブリ勘定なので結果の精度は保証できません。小生が目安として使っていた式です。
　温度上昇＝発熱量(W) × 1000 ÷ 放熱器の全表面積(平方ｾﾝﾁﾒｰﾄﾙ単位)
例えば発熱量15W、放熱板が10cm四方とすると、
　温度上昇＝ 15W × 1000 ÷ 200cm^2 ＝ 75℃
周囲の気温が30℃だと105℃になる。素子内のチャネル部はもっと高温になります。2SK2232はチャネル・ケース間熱抵抗が3.57℃/Wなので15W食わすと53.55℃が加算されチャネル温度は約160℃となり最大定格150℃を超えると予想されます。何度も言いますがこの計算は目安です。実際作るとクリヤーできるかもしれないし、もっと高温になるかもしれません。

放熱器のメーカーはカタログに放熱データを書いていますので参考になるでしょう。これも周辺に空気の流れがあるかどうかで大きく変わります。
例えば　http://www.mizuden.co.jp/standard.html　など見てください。