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モータドライバ作ってみた

Kazuki

kazukiです。
今回はブレットボードでモータドライバ（以下MD)を作ってみました。


モータ

今回使ったモータは秋月で売ってるIG22がついたモータです。

主な仕様はこんな感じになっています
■DCモータの主な仕様
・定格電圧：12V
・回転速度：15000RPM(ギヤ出力無負荷時)
・最小消費電流：200mA以下(ギヤ出力無負荷時)
・最大消費電流：2.4A(ギヤ出力ストール時)
・正逆回転：可能
・ブラシ：グラファイト
■ギヤの主な仕様
・出力軸：φ4mm、12mm長、Dカット
・ギヤ比：1：19.225
・回転速度：790RPM(ギヤ出力無負荷時)
・最大トルク：2.2kgf・cm(21.6N・cm)(ギヤ出力ストール時)
・バックラッシュ：最大3度
(引用　https://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-12919/)

FET

今回はフルNチャンでMDをつくりました

主な仕様はこんな感じになっています
・構造：MOSFET
・回路数：1
・チャネル：N
・Vds：30V
・Vgs：±12V
・Id(DC)：5.7A
・Rds：18mΩ(Vgs=10V Id=5.7A Tj=25℃)
・Idss：~1μA(Vds=30V Vgs=0V)
・Pd：1.4W(Ta=25℃)
・パッケージ：SOT-23
・実装タイプ：面実装
（引用　https://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-14653/）

ゲートドライバ

本当はA3921で作りたかったのですが秋月での在庫がなかったのでIR2302を使いました。

A3921とはちがい,IR2302はハーフブリッジドライバなのでMD制作の際は2個必要です。
主な仕様はこんな感じです。
・VB：625Vmax.
・IO+/-：200mA/350mA
・ゲート駆動電圧範囲：5～20V
・ton/off(typ.)：750/200ns
・DT(typ.)：540ns
・ロジック側電源電圧範囲：5～20V
・パッケージ：SOP8
(引用　https://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-15656/)
このICはデッドタイムを入れてくれるのでソフト側で出力のずれを生成しなくてもいいです。

回路図


フルNチャンMDはハイサイドにブートストラップを用いないといけないためHOピンとLOピンにセラミックコンデンサ0.1μF(104)が取り付けています。

なぜブートストラップを使わないといかないのか

NchFETのドレインーソース間が開通するにはゲートにソース電圧＋ゲート閾値電圧の電圧をかけないといけません。
この場合ハイサイドのFETのソース電圧は12Vなのでゲート電圧には12V以上の電圧が必要です。
なのでコンデンサを挟むことでFETがoffの間にコンデンサ間が12Vとなりonになると12+12=24Vがゲートにかかることになります。これによりNchが正常に動作します。

参考資料

これを参考にして今回のMDを作りました。
この本にFET、ゲート抵抗、ブートストラップのコンデンサの容量の選定のことが書いています。

最後に

今回は秋月で売っているICでMDを作ってみました。結構苦労するのかなと思いましたがあっさりモータを回せました。あと実験だったのでロジック側とモーター側の電源分けていないんですがちゃんと作る際は分けようと思います。それでは


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