モータードライバの還流ダイオード要否について

趣味の工作です。
模型のDCブラシレスモーター COBRA 2208/34を、以下の条件で駆動しようとしています。

・電源電圧10V程度
・PWM制御周波数30kHz程度
・ゲートドライバ IR2302を3つ使用
・MOSFET IRLU3410を6つ使用

一方、還流ダイオードの要否に関する情報は、以下のような状況です。
・IR2302のデータシートのTypical Connectionを見ると、寄生ダイオードを伴ったFETが図示されていますが、FET外部の還流ダイオードは図示されていません。

・IR2302を用いた回路図を検索すると、還流ダイオードがある回路、無い回路が混在で見つかります。

FETを破壊しないのならば還流ダイオードは無い方が望ましいですが、どうも着眼点がバラバラに散ってしまい、要否の判断をしかねています。

FETを破壊しそうであるか、そうでないかを、皆さんはどのように見極めていらっしゃいますか？

No.5 ベストアンサー 回答者： xpopo 回答日時： 2019/07/02 16:46

回答NO.4です。

前回の回答の補足です。

　Absolute Maximum Ratings（絶対最大定格）

　　dv/dt 　Peak Diode Recovery dv/dt　　max　 5.0 V/ns

の意味ですが。この立ち上がり速度を超えるとFET内部の寄生トランジスタが活性化されてFET素子に大電流が流れて破壊してしまいます。追加の還流ダイオードによって内部寄生ダイオードに流れる電流が分散されればこの条件を緩和してくれます。

この回答へのお礼

データに基づいた着眼点について丁寧にご説明頂き、ありがとうございます。
私が実際に還流ダイオードの要否を判断できるかどうかはさておき、
具体的な根拠を示して頂いた事に感謝し、ベストアンサーとさせていただきます。

お礼日時：2019/07/02 22:01

No.4 回答者： xpopo 回答日時： 2019/07/02 16:12

寄生ダイオードについてはIRLU3410のDataSheet（

https://www.infineon.com/dgdl/irlr3410pbf.pdf?fi …　）に以下のように条件が記載されてます。

Absolute Maximum Ratings（絶対最大定格）

　　dv/dt 　Peak Diode Recovery dv/dt　　max　 5.0 V/ns

　注）dv/dt　は　Fig 14. For N-Channel HEXFETS　の③で　Diode recovery dv/dt で示されている寄生ダイオードのVFの立ち上がりスピードを表しています。図でVDDは寄生ダイオードの順方向電圧降下のDC値です。

この　Peak Diode Recovery dv/dt　の条件として２ページの下の方にあるNoteの③に記載されている以下の条件を満たしてる必要があります。

　　 ISD ≤ 9.0A　　　：寄生ダイオードに流れる電流は9.0A以下の事

　　 di/dt ≤ 540A/µs　：寄生ダイオードに流れる電流の立ち上がり　di/dt　は　540A/us　以下の事

　　VDD ≤ V(BR)DSS　：寄生ダイオードの順方向電圧降下のDC値　VDDはDrain-to-Source Breakdown Voltage　V(BR)DSS　以下、即ちmin100V以下である事

　　　TJ ≤ 175°C　　：ジャンクション温度は170℃以下である事


使用予定の模型のDCブラシレスモーター COBRA 2208/34を実際に使用した場合に上記条件を満たすなら　追加の還流ダイオード　は不要です。また、満たさないなら還流ダイオードが必要という事になります。

No.3 回答者： hiro2017 回答日時： 2019/07/02 15:47

いろいろな回路を見て分からなくなっているようですが、あくまでも

参考資料として受け止め自分なりの判断で決めましょう、それには理解力
が重要です、コイルは厄介な部品でノイズを出すこともあるし半導体に
取って本来苦手です、調整時点で予想外のトラブルを経験する人も
います、ダイオードを入れた方が良いという方は経験者かと思います。

この回答へのお礼

はい。恥ずかしながら質問文に表れているかもしれませんが、
ゲートドライバの選択と還流ダイオード要否の相関も分からず混乱し、四苦八苦していました。
皆さんの的確なお答えで、かなりスッキリしました。

お礼日時：2019/07/02 21:52

No.2 回答者： m-jiro 回答日時： 2019/07/02 10:15

FETと並列に入れるダイオードですね。

愚考では必須と考えています。
インダクタは電流をOFFにすると高圧を発生します。絶縁抵抗を通してでも今まで流れていた大きさの電流を流し続けようとして高電圧を生じます。要するにインダクタがあると回路をオープンにしてはならない、というのが小生の基本的な思いです。この回路のダイオードは異常電圧から半導体を保護するためのものではなくコイル電流を正常にするための必須部品と思っています。
FETが転流ダイオードを内蔵していませんか？　一見寄生ダイオードに見えても転流動作が可能な大電流ダイオードかもしれません。FETのデータシートも確認してみてください。単に逆導通型（Ｓ→Ｄ方向が導通）と書いてあるだけかも知れません。

この回答へのお礼

何らかの、還流ダイオードに相当する物は必ず必要と理解しました。
また、転流動作が可能なダイオードを内包している可能性を確認する必要性を確信できました。
ご回答ありがとうございます。

お礼日時：2019/07/02 21:44

No.1 回答者： kabasan 回答日時： 2019/07/02 09:41

私の場合ですが、もし故障しても他人に迷惑をかけない範囲なら省略することもあります。

仕事として他人様に提供する場合、手間暇かけて省略しても大丈夫と検証するのは非常に面倒ですから、安いダイオードを付けておきます。
データシートは機能、性能を提供するものですし、「実際にはこうしてね」みたいなノウハウ部分はアプリケーションノートに任せて省略しがちです。
判断基準になる資料はたくさんありますが、実際に計算するのは大変ですよ。例えばこんなのです。
https://toshiba.semicon-storage.com/info/docget. …

この回答へのお礼

実践的なご回答、ありがとうございます。
アプリケーションノートの存在、そして東芝のサイトなど
お教え頂いた有用な情報を、今後活用していきたいと思います。

お礼日時：2019/07/02 21:37