エンハンストメント形のP-Channel PowerMOSFETを使って、ステッピングモータ用電源のON/OFF制御をしています。実験では問題なかったのですが、1年位使用していると、数個故障してしまうものがあります。
故障の状況はテスターで導通を見てみるとS-D間の抵抗が良品に比べ遙かに小さな値(良品:無限大,不良品:数kΩ)となっていました。
ドレイン側の過電圧ではないかと言われたのですが、このFETはD->Sに保護用のダイオードが内蔵されています。電流容量もIDと同じです。
FETはこれまで使ったことがないので、色々調べていますが良く判りません。
どなたか詳しい方、素人に判るように教えて下さい。
よろしくお願いします。

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A 回答 (2件)

>ドレイン側の過電圧ではないかと言われたのですが、このFETはD->Sに保護用のダイオードが内蔵されています。



ドレンソース間に入っている保護ダイオードは、逆接に対する保護(リレー等を接続した場合の逆起電力を含む)が目的です。
過電圧保護(ツェナーの役目?)をするものではありません。(^_^;)
http://www.necel.com/nesdis/image/D17231JJ2V0DS0 …

>電流容量もIDと同じです。
この意味がよくわからないのですが、前者がスペックで、後者が通電電流、という意味でしょうか?
通常は[ID]というとスペックを言うので、混乱します。(^_^;)

スペックと通電電流が同じくらいなら、ちょっと問題です。
データシートの、「ドレン電流とオン抵抗の図(P4)」を見てください。
ID(定格)の付近で、オン抵抗は急激に上昇します。
これにより、FETは過熱している可能性があります。
通常は、通電電流は定格の半分くらいにとります。

もうひとつ、ゲートドライブ電圧が十分あるかどうかも問題です。
「ゲート電圧とオン抵抗」の図を見てください。
十分なドライブ電圧がないと、オン抵抗は急激に上昇します。
前記と同様、熱破壊を起こす可能性があります。
熱破壊は、定格を僅かに超えている場合、ジワジワと起きます。

放射温度計を用いて、FETの表面温度を観測されることを、お勧めします。
動作中の温度を、データシートの、「ディレーティングファクタの図(P3)」と照合して、これを超えないように設計することが必要です。

参考URL:http://www.necel.com/nesdis/image/D17231JJ2V0DS0 …
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
もう一度検討し直してみました。
ドレイン電流は、定格の40%以下で設計していますが、
自分でも、熱設計が不十分ではと思っています。
アドバイスを参考に、
もう少し悩んでみます。
ありがとうございました。

お礼日時:2006/02/27 08:37

回路図も無く、パターン図も無ければ、使われている状況が解らなければ回答する事は不可能です。


書込を良く見ると製品として出されていると思いますが、知恵袋で聞く内容とは思えません。
修羅場をくぐり抜けて、技術者は強くなるのです、負けずに頑張って下さい。
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この回答へのお礼

返信遅くなり済みません。
いくつか思いつくことがあります。
頑張って見ます。
ありがとうございました。

お礼日時:2006/02/27 08:28

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LEDのON/OFF、調光を制御するため、初めてFETを使ってみました。
電源は車の12vを使用、電流制限は、LM317を使用し、0.8Aとしています。
LEDはVf3.25V、電流0.8Aを3個直列につないでいます。
FETは、2SK3067を使用して、リレー代わりに動作させています。

電源側から、直列にポリスイッチ、LM317と3個のLED、FETはグランド接地という順
になっています。
FETは、Gを10kの抵抗接地して、TC4069UBPの出力で5kの抵抗を介して矩形波で
駆動しています。
4069は、調光用途です。
動作は見た目正常でLEDのON/OFF、調光など問題ありません。

気になるのは、発熱です。

放熱器なしでは、かなりの発熱があり、現在はTO220の放熱器を付けています。
FETは、発熱が少ないと聞いていたのですが、放熱器を使用するのは当然でしょうか?

なるべく放熱が少なくなるような方法がありましたら、ご教授ください。

Aベストアンサー

>FETのソースに抵抗を入れて,低圧(1.25V)のシャントレギュレータで帰還をかけます
部品がないのでシミュレーションだけですが、添付回路でできると思います。可変抵抗VRでLED電流を調整できます。シミュレーションで使ったMOS-FET1はON抵抗が0.1Ω未満のものなのでちゃんと0.7Aの電流が流れています(ON抵抗が数Ωもあると0.7Aも流れません)。ON抵抗の小さな2SK2232は1個100円と安価ですからこちらを使ったほうがいいと思います。ただしこの回路ではFETを完全にONにしないので、FETは多少発熱します(0.3Wくらい)。

[1] NJM431L http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00431/
[2] LM358N http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02324/
[3] 2SK2232 http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-02414/

QFETドライバの故障

FETドライバの故障

FETドライバTC4427を使用し、FETをスイッチングしているのですが、突然FETドライバが故障します。
故障後はFETドライバの出力端子がGND端子とほぼ導通状態になってしまいます。
恐らく、IC内の出力段のFETが破壊されていると推測しているのですが、破壊される原因は過電圧又は過電流になるのでしょうか?

Aベストアンサー

TC4427ってこれですよね。
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21422D.pdf
MOSFETの出力段を含む回路を出さないと、だれもわからないんじゃないでしょうか?
ちなみに、僕がMOSFETドライバを壊したのは、MOSFETの出力段が振動し寄生容量CDGを介してゲート側にそれが漏れ出し、MOSFETドライバの出力側に高圧が掛かったときだけです。
MOSFETドライバの出力側にツェナーダイオードを入れて対策しました。
MOSFETドライバの出力と電源やGNDにダイオードを入れてもだめでした。

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電源側から、直列にポリスイッチ、LM317と3個のLED、FETはグランド接地という順
になっています。
FETは、Gを10kの抵抗接地して、TC4069UBPの出力で5kの抵抗を介して矩形波で
駆動しています。
4069は、調光用途です。
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放熱器なしでは、かなりの発熱があり、現在はTO220の放熱器を付けています。
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なるべく放熱が少なくなるような方法がありましたら、ご教授ください。

Aベストアンサー

>電源は車の12vを使用、<電流制限は、LM317を使用し、0.8A>としています。
この、<電流制限は、LM317を使用し、0.8A>の設定が疑問です。

>LEDはVf3.25V、電流0.8Aを3個直列につないでいます。
>放熱器なしでは、かなりの発熱があり、現在はTO220の放熱器を付けています。
このままでは<LEDVf3.25V、電流0.8Aを3個直列>が劣化し最悪破壊します。

1.<電流制限は、LM317を使用し、0.8A>の方法を見直しが必要です。
2.<TC4069UBPの出力で5kの抵抗を介して>の5KΩを1K程度にしてみてください。
3.「2SK3067」も廃止部品ですし、適切な選定では有りません。VDSS≦60V 程度で充分です。
2SK3067 製品分類名: トランジスタ/パワーMOS FET/Nch 500V<VDSS≦700V
以下のMOS-FETなどが適切です。
2SK2233
http://www.semicon.toshiba.co.jp/docs/datasheet/ja/Transistor/2SK2233_ja_datasheet_091221.pdf
 

>電源は車の12vを使用、<電流制限は、LM317を使用し、0.8A>としています。
この、<電流制限は、LM317を使用し、0.8A>の設定が疑問です。

>LEDはVf3.25V、電流0.8Aを3個直列につないでいます。
>放熱器なしでは、かなりの発熱があり、現在はTO220の放熱器を付けています。
このままでは<LEDVf3.25V、電流0.8Aを3個直列>が劣化し最悪破壊します。

1.<電流制限は、LM317を使用し、0.8A>の方法を見直しが必要です。
2.<TC4069UBPの出力で5kの抵抗を介して>の5KΩを1K程度にしてみてください。
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Qステッピングモータの制御

ステッピングモータをマイコンで操作しようとしたのですが、モータ駆動時にスロースタートさせる方法がよく分かりません。
普通にデューティー比を徐々に上げれば良いと思っていたのですが、もっと二次曲線的な増加がいるような気がしました。

一般的にはどのような制御をしているのか気になったのですが、参考になるHPなどが見つからなかったので質問させていただきました。
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Aベストアンサー

ステッピングモータはパスルで動かすの

仮に1パスル10度だったたら
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5秒  1600パスル/秒

10秒後 3600パルス/秒

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スロースタートできます

QFETでモーター駆動する時の保護回路

曖昧な記憶なのですが、添付したような感じのFETでモーターを駆動する回路を最近見た記憶があります。
ここで、ツェナーダイオードの用途がよくわかりません。

・ツェナーダイオードの役割はいったい何でしょうか?
・FET保護のダイオードは個々についているのにツェナーはなぜ一つなのでしょうか?
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確かこのような回路だったと思うのですが、おわかりになられるようでしたら御回答いただけると幸いです。

Aベストアンサー

Φ1からΦ4から、ステップモータの逆起電力を吸収しするクランプ電圧をあげています。
バイポーラやユニポーラの駆動の場合に、+12VでクランプするとΦ1がオンの時Φ2側が24Vが発生しますが常時+12Vでクランプするので、ZD1に12Vを使用して+12V+12V=24Vでクランプすることで、クランプによる損失を減らしているのです。
電圧に2倍の+24Vがあればよいのですが、ZD1で解決するのでこのような回路になっているのです。
 

Q導通チェック

"2つの金属同士が接触している事"をテスターの導通チェックで検出しようと思っています。
(マシニングセンタ等のタッチプローブの様な使い方)
テスターの導通チェックでは接触さえしていなければどんなに近づいていても検出されないものですか?(例えば、金属間の隙間が1μmあるいは0.1μmしかなくても)
テスターにもよりますか?

Aベストアンサー

むしろ逆の心配をした方が良いかもしれません。

触っていても導通しない、ということがあり得ます。
ここまでくると「接触」の定義が問題になりますが、一般的に触っている状態でも、油膜が切れていなければ接触はしません。いわゆる「接触不良」という状態です。

こまかく振動させたり、圧力をかけたりしないと「安定した接触」は難しいものです。

相手がアルミだったり、絶縁被膜(錆)がある場合も問題です。

また、電気的にもノウハウがあります。テスタで測るとどうしても電圧は数Vで、電流がわずかという状態で検査することになります。この状態は接触不良になりやすい状態です。できれば20Vくらいの電圧をかけ、電流も10mAくらい流すと接触不良が減ります。

QFETのスイッチング回路で…

こんにちは
電子工作を始めたばかりの全くの初心者です。
いろいろ情報を集めているんですが、なかなか理解できませんので
簡単な質問をさせてください。

FETでD-Sに12V、電流180-480mA程度を流してON/OFFしたいと思っています。
(逆起電圧はありません)
ゲートにはOR GATEのCMOS ICの出力をつなぎます。

1)この出力とゲートの間にもうひとつトランジスタを入れてその
コレクタとゲートをつないでいる回路と
抵抗を入れるだけで直接FETをつないでいる回路がよくあります。
(モータードライバなど)
どう違うのでしょうか?
上述のような用途の場合、後者のやり方でいいでしょうか?

2)後者の場合、ゲートとの間に入れる抵抗値は
何を手がかりにどう計算すればいいでしょうか?

使おうかと思っているICは
TC74HC4075AP
http://www.semicon.toshiba.co.jp/prd/logic/index.html
(先ほどから、こちらのサイトのサーバーが一部ダウンしているようで
データシートへのたどり着けません、直接のリンクを載せることができず
お手数おかけします。)
FETは
2SJ377、438あたりです。

よろしくお願いします。

こんにちは
電子工作を始めたばかりの全くの初心者です。
いろいろ情報を集めているんですが、なかなか理解できませんので
簡単な質問をさせてください。

FETでD-Sに12V、電流180-480mA程度を流してON/OFFしたいと思っています。
(逆起電圧はありません)
ゲートにはOR GATEのCMOS ICの出力をつなぎます。

1)この出力とゲートの間にもうひとつトランジスタを入れてその
コレクタとゲートをつないでいる回路と
抵抗を入れるだけで直接FETをつないでいる回路がよくあります。
(モータードライバな...続きを読む

Aベストアンサー

 
 
>> HC4075(3入力ORゲート)の出力でFET(2SJ377、438あたり)をON-OFF駆動したい。FETの負荷は12V電源で電流180~480mA程度、逆起電圧はありません。
ゲートとFETの間にもうひとつトランジスタを入れてる回路がよくあります。私の場合は?
<<【以上意訳】



 確認しますが 2SJ ですよね? なら「もうひとつトランジスタ」が絶対必要ですよ! npnトランジスタ、例えば工作でよく使われてる 2SC1815 などで十分です。

             ┬──┬ +12V
             │    │
             R2   S 2SJ377
              ├── G 2SJ438 など
  +5V         |    D 
  |         C┘    │
CMOS出力 ─R1─B    負荷(無誘導)
  |         E     │
  ┷         ┷      ┷
        2SC1815など

 Pch(ピーチャン)のFETを使うのは、負荷をグランド側に置きたい場合なのかなと想像しますが、クルマとかですか?
R1,R2 は 数kΩ 程度。



 もし負荷を+12V電源側に付けても構わないのなら、2SJ でなく Nch の 2SK… という品名の FET を使えば、段間のトランジスタが不要です。

             ┬ +12V
             │
            負荷(無誘導)
  +5V         |
  |         D┘
CMOS出力 ─R3─G
  |         S
  ┷         ┷
          2SK…

 R3 は数kΩ以下に。FET の D,G,S が上図と下図で違いますんで混乱のないように。 差し支えなかったら 負荷が何なのかとか、スイッチングのスピードや頻度が判る話を教えてください。



 余談;
FET とは『半導体でできたコンデンサなのだ』と思って下さい。このイメージは大切です、動作の理解や 周辺に付ける素子の値の決定に役立ちます。コンデンサが G-D間、G-S間、D-S間に入ってます。2SJ377 の場合 G-D間は約 600pF のようですね。
 
 

 
 
>> HC4075(3入力ORゲート)の出力でFET(2SJ377、438あたり)をON-OFF駆動したい。FETの負荷は12V電源で電流180~480mA程度、逆起電圧はありません。
ゲートとFETの間にもうひとつトランジスタを入れてる回路がよくあります。私の場合は?
<<【以上意訳】



 確認しますが 2SJ ですよね? なら「もうひとつトランジスタ」が絶対必要ですよ! npnトランジスタ、例えば工作でよく使われてる 2SC1815 などで十分です。

             ┬──┬ +12V
             │    │...続きを読む

Q小信号をFETで増幅

非安定マルチバイブレータを作り、その出力信号をFETのゲートに入力し、増幅させたいです。
以下の回路でやってみたのですがどうもうまくいきません。
15Vにはなっているのですが、周波数が0です。
出力はトランスです。
きたなくてすみません。
左の6V電源はトランジスタの耐圧によりそれ以上あげることができません。

Aベストアンサー

まず、トランスのFETへの接続方法がおかしいです。これではFETがON-OFFしてもトランスには電流がほとんど流れません。

添付した回路のように構成すればトランスの2次側に昇圧された出力が得られます。

ただし、

1)トランスの1次側のインダクタンスが添付図では50uHですがこれより低い場合はマルチバイブレータの発振周波数を70kHzより更に高くする必要があります。

2)添付回路例では2次側に使用できる負荷は100kΩ程度以上にする必要があります。負荷の抵抗値をもっと低い値まで使用したい場合は抵抗R7の値を小さくします。注意:R7を小さくしてゆくとトランス1次側に流れる電流のピークが大きくなってゆきます。発熱に十分注意する必要があります。

 回路の動作はFETがonするとトランスの1次側の電流が時間とともに上昇してゆきます。その電流が飽和する前にFETをOffにすると電流は時間とともに下降してゆきます。FETがOff後はトランスのFETのドレインと15Vの電源間に接続されているショットキーダイオードに電流が流れます。ショットキーダイオードが無ければドレインの電圧はOff直後に非常に高い電圧に飛び上がりFETの耐圧を超えてしまいFETを壊してしまいますので必ず使用してください。

まず、トランスのFETへの接続方法がおかしいです。これではFETがON-OFFしてもトランスには電流がほとんど流れません。

添付した回路のように構成すればトランスの2次側に昇圧された出力が得られます。

ただし、

1)トランスの1次側のインダクタンスが添付図では50uHですがこれより低い場合はマルチバイブレータの発振周波数を70kHzより更に高くする必要があります。

2)添付回路例では2次側に使用できる負荷は100kΩ程度以上にする必要があります。負荷の抵抗値をもっと低い値まで使用したい場合は抵抗R7の値...続きを読む

Q電動ガンのFETの発熱について

中華製の電動ガンを購入、自分で調整しています。
どうせならと思い、電動ガンをはじめてFET化をしました。
ですが、FET化をしたものの、バッテリー、FETの発熱が激しいため質問しました。

バッテリーはミニバッテリー(8.4V 1600mAh)を使ってます。
FETは発熱するものの、すぐに冷めてくれます(許容範囲内だから?)
配線ははんだ付けで通しています。

そこで本題ですが、FETの多少の発熱は普通なんでしょうか?
また、FETに釣られてバッテリーも発熱することはあるのでしょうか?

お願いします。

Aベストアンサー

回路図も無いので難しい質問ですが、状況から判断するとあきらかにおかしいですね。
機械接点や配線のロスをなくすためにFET化しているのに、そのFETから熱が出ている、
つまり電力が熱としてロスしているわけですね。本末転倒です。
バッテリーが発熱する原因は充電以外ですと過剰な消費電流しかありません。
ショートに近い状態になっているのではないかと思います。
回路を良く見直してみましょう。

Qサーボモータ、ステッピングモータを使う場合2。

エンコーダを搭載するサーボと無しのステッピングは、おおまかな制御方法としては、パルス総量で位置決めとパルスレートで速度を決定することでは同じと考えてよいのでしょうか?
モータ以外の構成としては同じと考えていいのでしょうか?
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

制御に関しては9766さんのおっしゃっている通りでOKだと思います。
(パルス総数/パルスレート)

ただ、ステッピングモータの場合は「励磁のON/OFF」も
制御しないと、モーターがかなり高温になってしまいます。

また速度制御に関しては
エンコーダ付きサーボモータですと、ジェネレータからの
信号を使用してフィードバック制御することで速度制御を行います。
(一般的には、ジェネレータからの周期を入力してPIDで操作量を求めて位相制御していますね)


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