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2018/12/16

PICマイコンで昇圧回路を作ったら、MOSFETが自己発振してました。

モバイルバッテリーからDCC線路用電圧を発生させるために、ミニブレッドボードとPICマイコンで昇圧回路を作ってみたところ、MOSFETの自己発振の症状が出たので、メモしておきます。

PICマイコンで昇圧回路(その2)



ネット上によくある昇圧回路を、ミニブレッドボード上に組んでみました。

・コイル :47uH(0.15Ω1.2A)@¥30
・MOSFET :2SK4017(60V5A)@¥30
・ダイオード :1S3(30V1A)@¥20
・コンデンサ :セラミックコンデンサ1uF50V(10個¥100)と電解コンデンサ100uF25V@¥10
・ゲート信号 :PWM31.25KHz、Duty192/1024
・入力電圧 :5V
・ゲート信号電圧:5V
・出力側負荷 :12Vモーター

念のため、ゲート信号のON/OFFをプログラムしておきます。

USBアダプターから5Vを入力すると、ゲート信号のON/OFFで12Vモーターの回転が変化しましたが、ON/OFFのタイミングによっては、モーターの回転と出力側のLEDの点灯が中途半端で、MOSFETも異常に熱くなってしまいました。

(高価な測定器を持っていないのでw)動作確認のためゲート信号にLEDをつないだところ、タイミングによってはゲート信号OFFでもLEDが点灯しています。MOSFETが自己発振しているようです。。

ネットでの模範解答は、
①配線の寄生インダクタンスの低減
②ゲート抵抗の追加
とのことです。

簡単な対処策のゲート抵抗(100Ω〜2KΩ)を追加しましたが、ハッキリとした効果が見られないので、部品配置を見直しました。



USBコネクタ周辺に昇圧回路を配置して、昇圧回路部分のジャンパ線をなくしました。ダイオードは、USBコネクタの下に隠れています。ゲート抵抗は1KΩです。



これでもMOSFETの自己発振は発生しますが、1〜2秒で消滅するようになりました。
ミニブレッドボードの限界のようです。


ゲート信号ONであれば問題はなさそうなので、次は出力電圧安定化のための制御ループを検討します。


続く。。


2018/12/22追記:原因は他にあったので、訂正しました。

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