●スピコン ＦＥＴ（４個で）Ｈブリッジ回路の試行
自作の試行スピコン内でＦＥＴアレイ（ＭＰ４２１２・４ＡＭ１２）を使用しています。 このＦＥＴアレイのデータシートを眺めていましたら、４個のＦＥＴでＨブリッジ回路と して組み込まれているようです。なんだろう？と興味が徐々に湧いてきました。電気もの は知識もなく苦手なのですが、自分でＨブリッジ回路を組んで試行することにしました。
→ ＦＥＴアレイ（４ＡＭ１２）内の各ＦＥＴを、この接続で使用しています。
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●この構成での試行です。 大モ－タ－(５４０)用の試行スピコンで使用していたＦＥＴアレイ（４ＡＭ１２）部分を Ｈブリッジ回路（４個のＦＥＴ使用）に差し替えて配線しています。 ■プログラムは、ＴＢＶ式Ｅ３型基本版です。 ・ニュートラル位置・・・【 ステイック：最下部 】【 トリム：最上部 】 ------------------------------------------------------------------------------ ・ＳＴＢＶＥ３００（ ＶＥＲ Ｅ３.００ ） ＴＢＶ式Ｅ３型 基本版 ------------------------------------------------------------------------------ ■モ－タは、マブチＲＳ-５４０ＳＨです。
■アルファベットのＨ文字状に結線しているので、Ｈブリッジ回路と言われています。 ・各ＦＥＴ（４個）がスイッチになっており、ＰＩＣからの制御線を個々のゲート端子(Ｇ) に接続して制御しており、このゲート端子(Ｇ)は、個々のＦＥＴ端子(ソースとドレイン) 間で、電流を'流す･流さない'を切り替えるスイッチ部分になっている。 ・上部エリアの電源（＋）とモータ接続間は、Ｐチャネル型FET「ハイサイド・スイッチ」 部分となり、ソース電位はＶＣＣ＜電源電圧（＋）＞です。 ・下部エリアのモータ接続と電源（－）間は、Ｎチャネル型FET「ローサイド・スイッチ」 部分となり、ソース電位はＧＮＤ＜接地電圧（－）＞です。 ■電流の流れる方向について Ｈブリッジの４つのスイッチ（ＦＥＴ）を、以下のハイサイド＆ローサイドと分類し比較し た場合、スイッチの入れ方（ＯＮ・ＯＦＦ）が逆であり、スイッチＯＮの時の電流（ソース とドレイン間）の流れる方向も逆であるので、通電経路を理解して配線する必要がある。 ・ハイサイドＦＥＴ（Ｐチャネル型）の場合 ゲート電位 【 ●ＧＮＤ→電流ＯＮ（ソース→ドレイン） ●ＶＣＣ→電流ＯＦＦ 】 ・ローサイドＦＥＴ（Ｎチャネル型）の場合 ゲート電位 【 ●ＧＮＤ→電流ＯＦＦ ●ＶＣＣ→電流ＯＮ（ドレイン→ソース） 】
■モータの速度（回転）制御について ・前進の場合 ……… 【 ＧＰ１ 】ピンを、ＰＷＭ制御する。 ・後進の場合 ……… 【 ＧＰ０ 】ピンを、ＰＷＭ制御する。
●試行結果は・・・ ・なんとなく、モータを無負荷で動かすことができましたが、回転力が少し弱い感じです。 ・ＦＥＴが焼け焦げる想定でしたが、何故か、あまり熱くならずに大丈夫でした。 ・実際にモータに負荷を掛けなければ分かりませんので、実装段階での確認が必要です。
●感想 自作の試行スピコン内でＦＥＴアレイ（ＭＰ４２１２・４ＡＭ１２）を使用していた部分 と４個のＦＥＴで構成したＨブリッジ回路部分を単純交換しただけの構成で試行しました が、それなりの動作確認ができましたので、最初の手抜き試行としてはＯＫな感じです。
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●主要なモーターに対して、色々なＦＥＴを組み合わせて試行しました。 ・ハイサイドＦＥＴ：Ｐチャネル型（２ＳＪ） ・ローサイドＦＥＴ：Ｎチャネル型（２ＳＫ） まったくダメな組み合わせもありましたが、ＦＥＴには、それぞれの特性があり 相性があるみたいです。 ■小モータ（３Ｖ・１３０）で試行です。【 ＦＥＴへの電力（単三）３．６Ｖ 】 ・相性①：◎（相性ＯＫな感じです） ・２ＳＪ３７７ （６０Ｖ、５Ａ） ・２ＳＫ２２３１ （６０Ｖ、５Ａ） ■中モータ（７．２Ｖ・３８０）で試行です。【 ＦＥＴへの電力（単二）７．２Ｖ 】 ・相性①：◎（相性ＯＫな感じです） ・２ＳＪ１７６ （６０Ｖ、１５Ａ） ・２ＳＫ９７１ （６０Ｖ、１５Ａ） ・相性②：◎（相性ＯＫな感じです） ・２ＳＪ３４９ （６０Ｖ、２０Ａ） ・２ＳＫ２２３２ （６０Ｖ、２５Ａ） ・相性③：◎（相性ＯＫな感じです） ・２ＳＪ５０４ （６０Ｖ、２０Ａ） ・２ＳＫ２２３２ （６０Ｖ、２５Ａ） ・相性④：◎（相性ＯＫな感じです） ・２ＳＪ５０４ （６０Ｖ、２０Ａ） ・２ＳＫ２９３６ （６０Ｖ、４５Ａ） ・相性⑤：◎（相性ＯＫな感じです） ・２ＳＪ４７１ （３０Ｖ、３０Ａ） ・２ＳＫ２２３２ （６０Ｖ、２５Ａ） ・相性⑥：◎（相性ＯＫな感じです） ・２ＳＪ３３４ （６０Ｖ、３０Ａ） ・２ＳＫ２９３６ （６０Ｖ、４５Ａ） ■大モータ（７．２Ｖ・５４０）で試行です。【 ＦＥＴへの電力（単二）７．２Ｖ 】 ・相性①：○（相性ＯＫな感じですが、パワーが少し弱いです） ・２ＳＪ３３４ （６０Ｖ、３０Ａ） ・２ＳＫ２９３６ （６０Ｖ、４５Ａ） ・相性②：○（相性ＯＫな感じですが、パワーが少し弱いです） ・２ＳＪ５０４ （６０Ｖ、２０Ａ） ・２ＳＫ２９３６ （６０Ｖ、４５Ａ） ・相性③：○（相性ＯＫな感じですが、低中速の回転時にＦＥＴが熱くなり停止した） ・２ＳＪ６０７ （６０Ｖ、８３Ａ） ・２ＳＫ３３５５ （６０Ｖ、８３Ａ）
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●Ｈブリッジ回路を作る時は、この組み合わせが良い感じがします。 ■小モータ（１３０～２８０）：【 ＦＥＴへの電力（単三）３．６Ｖ 】 ・２ＳＪ３７７ （６０Ｖ、５Ａ） ・２ＳＫ２２３１ （６０Ｖ、５Ａ） ------------------------------------------------------------------------------ ・プログラム：ＳＴＢＶＥ１００（ ＶＥＲ Ｅ１.００ ） ＴＢＶ式Ｅ１型 基本版 ------------------------------------------------------------------------------ ■中モータ（３８０）：【 ＦＥＴへの電力（単二）７．２Ｖ 】 ・２ＳＪ３３４ （６０Ｖ、３０Ａ） ・２ＳＫ２９３６ （６０Ｖ、４５Ａ） ------------------------------------------------------------------------------ ・プログラム：ＳＴＢＶＥ２００（ ＶＥＲ Ｅ２.００ ） ＴＢＶ式Ｅ２型 基本版 ------------------------------------------------------------------------------
■大モ－タ－(５４０)では、ＦＥＴアレイと同じで、使用するには難しく感じます。 ------------------------------------------------------------------------------ ・プログラム：ＳＴＢＶＥ３００（ ＶＥＲ Ｅ３.００ ） ＴＢＶ式Ｅ３型 基本版 ------------------------------------------------------------------------------
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●大モ－タ－(５４０)対応・・・ ・２ＳＪ６０７ （６０Ｖ、８３Ａ） ・２ＳＫ３３５５ （６０Ｖ、８３Ａ） ------------------------------------------------------------------------------ ・プログラム：ＳＴＢＶＥ３８０（ ＶＥＲ Ｅ３.８０ ） ＴＢＶ式Ｅ３型 ５４０モータ ＜(ﾊｲ&ﾛｰ)ｻｲﾄﾞ／ローサイド＞ＰＷＭ制御対応版 スロットル操作の低中域は、(ﾊｲ&ﾛｰ)ｻｲﾄﾞＰＷＭ制御で中途半端なＦＥＴスイッチ状 態によりモータ回転させますが、高速域では、ローサイドＰＷＭ制御に自動的に切り 替えできるようにプログラム修正しましたので、少しだけ性能ＵＰしましたが現状の ままでは、ローサイドのＦＥＴスイッチをＯＦＦした時に、すぐに反応しないので低 中速の回転時にＦＥＴが熱くなり停止します。 ------------------------------------------------------------------------------ ;****************************************************************************************** ;* ●プログラム ： ＳＴＢＶＥ３８０（ ＶＥＲ Ｅ３.８０ ） ●言語：ＭＰＡＳＭアセンブラ * ;* ●スピードコントローラーＴＢＶ式Ｅ３型 ５４０モータ * ;* ＜(ﾊｲ&ﾛｰ)ｻｲﾄﾞ／ローサイド＞ＰＷＭ制御対応版 * ;****************************************************************************************** ; ; 【 PIC12F683 】 【 MP4212,4AM12 】 ; __________ __________ ; | V | Vss(-) ---- 1 ; | | GP4(FET④-1L) ---> 2 ; 3～5V+ ---+ 1 Vdd(+) | Vss(-) 8 +--- 0V 3 ---> ▲ ; FET③-2L <--+ 2 GP5 B | B GP0 7 +--> FET②-2H GP5(FET③-2L) ---> 4 ; FET④-1L <--+ 3 GP4 F | F GP1 6 +--> FET①-1H 5 ---> △ ; INPUT >--+ 4 GP3 | GP2 5 +--< SW.NEUTRAL GP0(FET②-2H) ---> 6 ; | | 7 ---> ▲ ; +---------------------+ GP1(FET①-1H) ---> 8 ; 9 ---> △ ; Vdd(+) ---- 10 ; 【 Ｈブリッジ 】 ; ; FET②-2H ▲ | △ FET①-1H ＜--- ハイサイドＦＥＴ（Ｐチャネル型：２ＳＪ） ; ＋ | ＋ ; FET④-1L ▲ | △ FET③-2L ＜--- ローサイドＦＥＴ（Ｎチャネル型：２ＳＫ） ; ↓ ↓ ; ● ○ ; ;------------------------------------------------------------------------------------------ ;■ＰＷＭ制御（ニュートラル基点入力パルス幅値で制御方法を選択） ; |【前進】 | 【後進】 | ; | ・６０未満：(ﾊｲ&ﾛｰ)ｻｲﾄﾞＰＷＭ制御 | ・１６未満：(ﾊｲ&ﾛｰ)ｻｲﾄﾞＰＷＭ制御 | ; | ・６０以上：ローサイド ＰＷＭ制御 | ・１６以上：ローサイド ＰＷＭ制御 | ;------------------------------------------------------------------------------------------ ;■ＦＥＴスイッチ（ＯＮ／ＯＦＦ）の設定値 ; ・ハイサイドＦＥＴ ＜--- ●０（ＯＮ） ○１（ＯＦＦ） ; ・ローサイドＦＥＴ ＜--- ○０（ＯＦＦ） ●１（ＯＮ） ;------------------------------------------------------------------------------------------ ;■停止設定 ; ・FET③-2L <--+ 2 GP5 B【０】OFF | OFF【１】 B GP0 7 +--> FET②-2H ; ・FET④-1L <--+ 3 GP4 F【０】OFF | OFF【１】 F GP1 6 +--> FET①-1H ;------------------------------------------------------------------------------------------ ;■前進設定 ; ・FET③-2L <--+ 2 GP5 B【０】OFF | OFF【１】 B GP0 7 +--> FET②-2H ; ・FET④-1L <--+ 3 GP4 F【１】ON *PWM | ON 【０】 F GP1 6 +--> FET①-1H ;------------------------------------------------------------------------------------------ ;■後進設定 ; ・FET③-2L <--+ 2 GP5 B【１】ON *PWM | ON 【０】 B GP0 7 +--> FET②-2H ; ・FET④-1L <--+ 3 GP4 F【０】OFF | OFF【１】 F GP1 6 +--> FET①-1H ;------------------------------------------------------------------------------------------
●配線図です。 モーターを回転させる電流とは逆方向に逆起電力の電流が発生し、これによりＦＥＴが破損 するらしいので、防止策としてショートキーダイオードを装着しました。モーターからのフ ライバックをショートキーダイオード経由で電源（Ｖｃｃ）に戻すようにしてＦＥＴに大き な逆電圧が掛からないようにしていますが・・・ 効果は、あるのかしら？
------------------------------------------------------------------------------ ・プログラム：ＳＴＢＶＥ３９０（ ＶＥＲ Ｅ３.９０ ） ＴＢＶ式Ｅ３型 ５４０モータ ＜前進・停止・後進＞３段階スイッチ制御対応版 スロットル操作の低中域では、中途半端なＦＥＴスイッチ状態によりＦＥＴが熱くな り停止していましたので、単純な３段階（前進・停止・後進）スイッチ方式にしまし た。これによりＦＥＴが熱くならなくなりましたが、モータ回転の強弱ができなくな り、ラジコン操作で取り扱うのがとても難しそうですので実装での確認が必要です。 ------------------------------------------------------------------------------
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●ＦＥＴ間をＨ文字状に結線していたものを、実装形式で整頓して配置しました。
→ この配置では、Ｈブリッジがイメージできないな～ まっ、いいか！
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