パワーMOSFET(Pch+Nch)使用DCモータ・ドライバ回路

はじめに

DCモーターの正逆転ドライバ(H-ブリッジ)回路です。PWM制御が可能です。正転、逆転、ブレーキ、フリーの4モード動作ができます。

PchのFETを完全にOFFするためにはゲート電圧をモーター用電源電圧まで上げなくてはならず、そのためのレベルシフタが必要となります。その方法の一例です。

京大機械研究会のメンバーが考えた回路を本人の許可を得た上で公開しています。

回路図

回路図

注意事項

回路図には書かれていませんが、数百uFから数千uF程度の電解コンデンサをGNDと+12Vの間に付ける必要があります。 モーターのコイルからのフライバック電流を吸収するためのものです。

簡単な解説

コントロールロジック

上下のFETのON/OFFを決めます。入力信号に繋ぐ回路によってはプルダウン抵抗が必要です。

デッドタイム生成回路

上下のFETのON/OFFが切り替わるタイミングで、一瞬だけ両方がONになってしまうのを防ぎます。ダイオードの向きに注意してください。

レベルシフト回路&高速ゲートドライバ

この回路の要です。TTLの回路と同じような考え方で作られています。ゲートを+12Vに充電する側(ハイサイド)はバイポーラトランジスタですが、飽和動作によりターンオフを遅れさせることがないので割と高速に動作します。

TB62003は大阪・日本橋ではトーカイで購入できました。

トランジスタは特に限定しないと思います。2SC2458となっているのは、パッケージが小さくて2.54mmピッチで並べられるからだそうです。

製作例(2回路分)

パワーMOSFETにMP4212、トランジスタに2SC1815を用いた例です。

写真:風兎2005 モータードライバ(表面) 写真:風兎2005 モータードライバ(裏面)

山口 辰久