FETでモーター駆動する時の保護回路

質問

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？
・ツェナーダイオードの選定方法は？

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。

回答No.2

KEN_2 · 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。

お礼

回答ありがとうございます。
>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

すいません、Φ1がONの時Φ2側が24Vとなる、がわかりません。
ユニポーラ型のステッピングモータに接続していて、モータの+DC端子には12Vを印加しております。
よろしければ御説明いただけると助かります。

回答No.3

KEN_2

ANo.2 です。

>すいません、Φ1がONの時Φ2側が24Vとなる、がわかりません。
>ユニポーラ型のステッピングモータに接続していて、モータの+DC端子には12Vを印加しております。
+12Vを印加しているのがCT（センタータップ）と考えれば、Φ2がオンの時Φ1に逆起電力が、+12Vの2倍の+24Vが発生します。
この24VをΦ1のダイオードでクランプすると、Φ2で駆動した電流が打ち消され損失になります。よって、クランプ電圧はVccX2倍の電圧で動作させれば駆動電力をロスしなくともすむのです。

お礼

御回答ありがとう御座います。
もう少し勉強して理解を深めようと思います。
御教授ありがとうございました！

回答No.1

86tarou

モータはコイルなので、電圧を切れば逆起電力が発生します。電源の数倍の電圧がコイルに掛かっていた電圧の逆方向に発生するので、それプラス大元の電源の電圧分ドレイン端子掛かり、素子を破壊する原因になります。これを防ぐのに逆並列にダイオード接続するのですが、これによってコイルが切れ難くなるため、モータを回転させることからすると悪い方向になります（本来とは逆方向に電流が流れるため）。トランジスタの耐圧からはダイオードでショートさせて０Ｖにまでする必要はないので、耐圧近くまで高めることによってこれを緩和することが出来ます。ツェナーダイオードが一つなのは、同時にオフするトランジスタが少ないとかで電流容量が足りてるからでしょう（パルスモータっぽいですし）。もちろん、一つ一つにツェナを接続しても何ら問題はありません。
http://www.skcj.co.jp/motor/category3.html
http://www.fa.omron.co.jp/guide/cautions/7/ssr_guide_notice/
http://oh1electronics.web.fc2.com/mouse1/mouse1.html

お礼

御回答ありがとうございます。

>（本来とは逆方向に電流が流れるため）
恐れ入りますが、本来とは逆方向に電流が流れるため、の逆方向とはどの方向でしょうか？
参考UR等拝見いたしまして、OFF時にドレイン側に発生する逆起電力をダイオードを挿入することで+12V側に電流を逃がすことになるが、その電流はコイルで再度消費することになる、よってOFF時の切れが悪くなる、という理解に至ったのですが、これは合ってますでしょうか？
+12V側に流れこんで消費されるぶんはないのかな？という疑問もあるのですが。

耐圧近くまで高めることによってこれを緩和する役割がツェナーであるというのは、なるほど、と言う感じです。
大変ありがとうございます！