MOSFET IRFP054Nで DCモーター（12V、100W）を駆動しようとしています。PWM周波数は25 kHzです。概略図は次のとおりです。

DSEI120-12Aがこれに最適なダイオードではないことは知っていますが、現時点ではこれ以上良いものはありません。私も試した3Aショットキーダイオードは非常に速く熱くなります。

スコープの波形は次のとおりです（A = MOSFETドレイン（青）、B =ゲート駆動（赤））：

より小さいデューティサイクル：

MOSFETターンオフで約150 ns持続し、最大振幅の電圧スパイクが発生しています。60V。デューティサイクル、電圧、またはモーターの負荷を増やしても、振幅は変わりません。スパイクの幅はモーターの負荷に依存します（おそらく電流に依存します）。

私はもう試した：

• MOSFETのターンオフを遅くするために、ゲート抵抗を57Ωに増やします。
• モーターとMOSFETにSchkottkyダイオード（SR3100、3A）を追加します。
• DCリンクとモーター間にさまざまなコンデンサを配置します。これは、低デューティサイクルおよび低電圧で動作する場合に役立ちますが、電力が増加するとスパイクが再び存在します。

これらはどれも、スパイクを完全に排除するのに役立ちません。興味深いことに、スパイクはMOSFETを破壊しません（定格が55 Vであるため）が、このドライバーを正しく実行したいと思います。

私は他に何を試すべきか、このスパイクが60 Vに制限される理由の提案を探しています。

更新： 1 mFの電解キャップは、モーターからのエネルギースパイクを吸収できなかったと思います。12Vラインに2.2 uFフィルムコンデンサ、モーターに200 nFセラミックキャップ、MOSFETに100 nFセラミックキャップを追加しました。

これはスパイクを下げるのに役立ちましたが、今ではオフ時に鳴ります-おそらくMOSFETのスナバを改善する必要があります。ただし、電圧振幅ははるかに低くなります（負荷で30〜40 V）。

1つのショットキーダイオードをモーターの右側に配置し、次にもう1つをモーターへのリード線の右側に配置して、PCBから離れます。

また、高周波で電源が適切にバイパスされるようにするのにも役立ちます。モーターへの供給がある場所の近くで、電源全体にセラミックキャップを取り付けます。電圧では、10 µF程度になる可能性があります。

FETにキャップを付けないでください。また、モーター全体のキャップを小さく保ち、モーターに物理的に近づけないでください。1 nF程度しか使用しません。

$\Omega$

この古代のアプリケーションノートでは、さまざまな種類のスナバ回路について、いつどのように使用するかなどを説明しています。そこからインスピレーションを得るかもしれません。

これは、浮遊インダクタンスとデバイスマッチングの古典的なケースのようです。

浮遊インダクタンス

ポイントを説明するために、回路を再描画してみましょう。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

ACは絶縁されたトランスを介して主電源から供給されるため、DC-を安全に（キャップ​​で）接地できるという合理的な仮定を立てます。これが当てはまらない場合は、他の懸念事項もあります。

この合理的な仮定のStray1とStray2を受け入れることは無視できます。

これにより、Stray3、Stray4、Stray5が残ります。

これらはそれぞれ、最初に見られるオーバーシュートの原因になります。このようなオーバーシュートは、誘導性負荷を強制整流しているために予想されます。いくつかは予想されますが、ピークをデバイスの電圧定格（ダイの電圧定格）未満に保つように管理する必要があります。

これで、測定中にその一部がアーティファクトになります。Stray4,5を取るコンデンサにあるEARTHにスコーププローブをクリップすると、この浮遊インダクタンスは、負荷インダクタンスの整流を開始するときに表示される電圧に影響します。

FETを流れる電流の遮断を開始すると、V = Ldi / dtによって電圧が生成されます。すぐに測定するのは、もはや真のデバイス電圧ではありません。

これで、スコープのGNDをFETの脚にクリップしたと述べることができます。それでも、いくつかの浮遊があり、見ているものがデバイスの真の電圧ではない可能性があります。

Stray4,5のトピックでは、通常はレイアウトの不良によるこれらの浮遊インダクタンスが、ターンオフ時の電圧オーバーシュートの主な原因です。FETをオフにすることで、それらを通る電流の流れを中断しようとしていますが、整流を経由する経路はありません。そのため、FETを流れる電流を維持しようとします。

Stray6と低速（FETスイッチングに相対的）は、負荷電流の整流を同様に妨げ、その結果、ドレイン-ソース間電位が増加します。

Stray3は、電源回路に入る電圧の振動として現れます。

セコナリーリンギング

両方のプロットで、二次的なリンギングが見られます。これには多くの原因があります

1. ゲート駆動が不十分です。駆動能力が非常に弱い場合（またはゲートリードのインダクタンスが多い場合）、デバイスを十分に保持することができず、ミラー容量により流れる電荷がデバイスをオンにしようとします-> osc
2. Stray5とStray6は、整流パス間のエネルギー交換として振動します
3. FETがダイオードに比べてはるかに高速で迅速な場合、Stray5およびStray6によって悪化するスイッチング振動を引き起こす可能性があります

ソリューション？

1. レイアウトを確認してください！短く太いトラック、場合によっては薄層でインダクタンスを最小限に抑えます。ダイオードとFET間の距離を最小限に抑えてください！
2. IFあなたのGateDriveが弱い、それを改善
3. IFあなたのGateDriveが強い、スイッチングダウンを遅くするためにあなたのゲート抵抗を増やすことを検討
4. IFそれはまだ失敗、問題を軽減するためにFETを越えスナバを検討してください。