はじめまして。本日から参加させていただきました。
早速ですが、よろしくお願いします。
タイトルの件ですが、下記条件で使用します。
http://
使用チャンネル数：２
Duty：100％
上記は必須条件なのですが、２ch使用時、各チャンネルに流すことが可能な
最大電流値を求めたいです。
この時その他の条件を加え、どういう流れで計算していくのがよいのでしょうか？
ご教示よろしくお願いします。
考え方として…
１．絶対定格が500ｍA/1chより単純に2チャンネル使用するので、
■250ｍA/chと考える？
２．出力電流VSDUTYのグラフかつ85度の悪条件として考え、
グラフより、8chアクティブ時およそ55mA/chとし、
■2chの場合は55*8/2=220ｍAと考える？
３．コレクタ飽和電圧の悪条件1.6V、損失0.92Wより
0.92/1.6/2(ch分)
■287.5ｍA/ch？
但し2ch分で500ｍA超えないようにする？
４．その他
早速ですが、よろしくお願いします。
タイトルの件ですが、下記条件で使用します。
http://
使用チャンネル数：２
Duty：100％
上記は必須条件なのですが、２ch使用時、各チャンネルに流すことが可能な
最大電流値を求めたいです。
この時その他の条件を加え、どういう流れで計算していくのがよいのでしょうか？
ご教示よろしくお願いします。
考え方として…
１．絶対定格が500ｍA/1chより単純に2チャンネル使用するので、
■250ｍA/chと考える？
２．出力電流VSDUTYのグラフかつ85度の悪条件として考え、
グラフより、8chアクティブ時およそ55mA/chとし、
■2chの場合は55*8/2=220ｍAと考える？
３．コレクタ飽和電圧の悪条件1.6V、損失0.92Wより
0.92/1.6/2(ch分)
■287.5ｍA/ch？
但し2ch分で500ｍA超えないようにする？
４．その他
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コメント(11)
ULN2804AFWG 使用チャンネル数：２
http://toshiba.semicon-storage.com/info/lookup.jsp?pid=ULN2804AFWG&lang=ja®ion=jp&sug=1
http://toshiba.semicon-storage.com/info/docget.jsp?did=7064&prodName=ULN2804AFWG
データシートによると
１）Output current IOUT 500 mA / ch とありチャンネル当たり最大500mA流せる
２）複数チャンネル使用の場合、Power dissipation APG PD Ta=85℃ 0.76W の制限が有ります
データシートから読み取ると、1チャンネル当たり IOUT - VCE(set)のTypグラフから1.25V(VCE) x 300mA(IOUT) = 0.375W
2チャンネルで0.75W が限界点と読み取れます
データシートに記載が無い場合「不定」と成り予想して使用する事は出来ません
データシートに記載有る項目から計算により求める他に方法は無い物と思います
本件の場合、発熱も相当有りますし、アクロバティックな使用を控えて、単純にC-MOS FETを2個使用ではいけませんか？
>>[1]
ご回答有難うございます。
連続な質問になり申し訳ありませんが、
＞２）複数チャンネル使用の場合、
＞Power dissipation APG PD Ta=85℃ 0.76W の制限が有ります
今回AFWを使用する場合は1CHあたりPD Ta=85℃ 0.48Wの制限がある
という解釈であっていますでしょうか？
＞データシートから読み取ると、1チャンネル当たり
＞IOUT - VCE(set)のTypグラフから1.25V(VCE) x 300mA(IOUT) = 0.375W
■IOUT - VCE(set)のTypグラフから1.25V(VCE) x 300mA(IOUT)
どのような経緯で上記の値を導き出したのでしょうか？
教えていただければと思います
＞単純にC-MOS FETを2個使用ではいけませんか？
もともと、ULN2804AFWGを基板上に複数個用意していて
用途ごとにON/OFFをしています。
使用アイテムを変更ができないのであるものを使ってという感じです。
ご回答有難うございます。
連続な質問になり申し訳ありませんが、
＞２）複数チャンネル使用の場合、
＞Power dissipation APG PD Ta=85℃ 0.76W の制限が有ります
今回AFWを使用する場合は1CHあたりPD Ta=85℃ 0.48Wの制限がある
という解釈であっていますでしょうか？
＞データシートから読み取ると、1チャンネル当たり
＞IOUT - VCE(set)のTypグラフから1.25V(VCE) x 300mA(IOUT) = 0.375W
■IOUT - VCE(set)のTypグラフから1.25V(VCE) x 300mA(IOUT)
どのような経緯で上記の値を導き出したのでしょうか？
教えていただければと思います
＞単純にC-MOS FETを2個使用ではいけませんか？
もともと、ULN2804AFWGを基板上に複数個用意していて
用途ごとにON/OFFをしています。
使用アイテムを変更ができないのであるものを使ってという感じです。
>>[2]
>>IOUT - VCE(set)
(sat)ですね。サチュレーション。飽和電圧です。
300mA流した場合、1.25Vの電圧降下がトランジスタアレイの中で起こる、ということです。
即ちそれが損失（＝熱＝1.25V×300mA＝0.375W）になるということです。
グラフでちょうどピッタリなところですね。
そしてそれが２chで、0.75Wになるので、ICの規格（DIPの場合）の0.76Wに
非常に近いので、JO_Oさんは例に挙げられたのでしょう。
SOPだと0.48Wですから、もっと少ない電流でないとダメです。
グラフから読み取ると200mAよりちょっと多いところぐらいでしょうか。
複数のULN2804があるなら、２個使えば（１個あたり1chしか使わない）、
熱的には半分で済みますね。
バイポーラトランジスタアレイはあんまり大きな電流を扱うには適していません。
Vce(sat)が大きいから。
コンパチのMOS FETアレイに換装するというのはいかがでしょう？
↓
http://toshiba.semicon-storage.com/info/lookup.jsp?pid=TBD62084AFG®ion=jp&lang=ja
>>IOUT - VCE(set)
(sat)ですね。サチュレーション。飽和電圧です。
300mA流した場合、1.25Vの電圧降下がトランジスタアレイの中で起こる、ということです。
即ちそれが損失（＝熱＝1.25V×300mA＝0.375W）になるということです。
グラフでちょうどピッタリなところですね。
そしてそれが２chで、0.75Wになるので、ICの規格（DIPの場合）の0.76Wに
非常に近いので、JO_Oさんは例に挙げられたのでしょう。
SOPだと0.48Wですから、もっと少ない電流でないとダメです。
グラフから読み取ると200mAよりちょっと多いところぐらいでしょうか。
複数のULN2804があるなら、２個使えば（１個あたり1chしか使わない）、
熱的には半分で済みますね。
バイポーラトランジスタアレイはあんまり大きな電流を扱うには適していません。
Vce(sat)が大きいから。
コンパチのMOS FETアレイに換装するというのはいかがでしょう？
↓
http://toshiba.semicon-storage.com/info/lookup.jsp?pid=TBD62084AFG®ion=jp&lang=ja
>>[3]
>>[4] ＪＯ＿Ｏさん
有難うございます。
＞SOPだと0.48Wですから、もっと少ない電流でないとダメです。
いまいちデータシートの見方がわからなのですが、
これについては、8ch使用時にトータルで0.48W程度(推奨)になるように設計した方がいいよ。
という意味合いなのでしょうか？
自分の理解が追い付けていないため、具体的に質問させてください。
■8ch中3ch使用し、
１．20ｍA駆動のLEDを2ch（常時ON）
２．残りの1chで80ｍA程のTAPE LEDを制御(基本的に常時ON)していました。
今回、「２」についてTAPE LEDを伸ばし(LEDの粒数を増加)、トータル240ｍA程で
制御を行いたいのですが、可能か不可能か？をご教示いただきたです。
また、その時に何を想定し、データシートからどの値をひろって計算すべきなのか
そちらも教えていただきたく思います。
＞複数のULN2804があるなら、２個使えば（１個あたり1chしか使わない）、
ほかのICのチャンネルはすでに予約済みのため、このICで電流を引けるかを
卓上計算でまずは考えています。
考え方の方向性としてあっているかわかりませが、電力では考えにくいので
私は以下の様に考えてみました。
□グラフよりDUTY100%の時、8chアクティブで、1ch 約60ｍAまで出力可
よって、3CHの各CH160ｍA…トータル60*(8/3)より
内2CHで40ｍA使用しているので、残りの1CHでは440ｍAまで可能？？
>>[4] ＪＯ＿Ｏさん
有難うございます。
＞SOPだと0.48Wですから、もっと少ない電流でないとダメです。
いまいちデータシートの見方がわからなのですが、
これについては、8ch使用時にトータルで0.48W程度(推奨)になるように設計した方がいいよ。
という意味合いなのでしょうか？
自分の理解が追い付けていないため、具体的に質問させてください。
■8ch中3ch使用し、
１．20ｍA駆動のLEDを2ch（常時ON）
２．残りの1chで80ｍA程のTAPE LEDを制御(基本的に常時ON)していました。
今回、「２」についてTAPE LEDを伸ばし(LEDの粒数を増加)、トータル240ｍA程で
制御を行いたいのですが、可能か不可能か？をご教示いただきたです。
また、その時に何を想定し、データシートからどの値をひろって計算すべきなのか
そちらも教えていただきたく思います。
＞複数のULN2804があるなら、２個使えば（１個あたり1chしか使わない）、
ほかのICのチャンネルはすでに予約済みのため、このICで電流を引けるかを
卓上計算でまずは考えています。
考え方の方向性としてあっているかわかりませが、電力では考えにくいので
私は以下の様に考えてみました。
□グラフよりDUTY100%の時、8chアクティブで、1ch 約60ｍAまで出力可
よって、3CHの各CH160ｍA…トータル60*(8/3)より
内2CHで40ｍA使用しているので、残りの1CHでは440ｍAまで可能？？
毎度ＪＯです。
http://toshiba.semicon-storage.com/info/docget.jsp?did=7064&prodName=ULN2804AFWG
>>１．20ｍA駆動のLEDを2ch（常時ON）
データシートから読み取ると、1チャンネル当たり IOUT - VCE(sat)のTypグラフから
20mA(IOUT)時 0.7V なので消費電力は 0.014W 2回路なので0.028W
Power dissipation AFWG PD Ta=85℃ 0.48W までとすると、残り0.452Wまで発熱出来る
>>２．残りの1chで80ｍA程のTAPE LEDを制御(基本的に常時ON)していました。 今回、「２」についてTAPE LEDを伸ばし(LEDの粒数を増加)、トータル240ｍA程
データシートから読み取ると、 IOUT - VCE(sat)のTypグラフから
240mA(IOUT)時 ≒1.2V なので消費電力は 0.288W
１．２．合わせて0.316Wなので「Power dissipation AFWG PD Ta=85℃ 0.48W」には余力が有る
本件の根本的な課題は、どれ程電流が流せるか、と同時にどれ程発熱が有るかです
データシートによると
Storage temperature Tstg −55 to 150℃ と成っているのでジャンクション温度は150℃までです
パッケージ自体の温度抵抗を考慮して、パッケージ表面では85℃程度までの使用が好ましいと読み取れますが、85℃のパッケージの熱を如何に放熱するかは記載が有りません
On Glass Epoxy PCB (75 × 114 × 1.6 mm と記載が有りますが、では基板の周囲温度は？
ジャンクション→パッケージ→基板→ この先は
１）ファンによる強制空冷
２）自然対流による空冷
３）基板をプラスチックパッケージに入れるので、自然対流による冷却は望めない
今回の様に「データシート上の限界」まで使用しようとすると、これ等の放熱設計を考えねば成りません
データシート上の限界はあくまで目安で、余裕を持った設計が望まれます
http://toshiba.semicon-storage.com/info/docget.jsp?did=7064&prodName=ULN2804AFWG
>>１．20ｍA駆動のLEDを2ch（常時ON）
データシートから読み取ると、1チャンネル当たり IOUT - VCE(sat)のTypグラフから
20mA(IOUT)時 0.7V なので消費電力は 0.014W 2回路なので0.028W
Power dissipation AFWG PD Ta=85℃ 0.48W までとすると、残り0.452Wまで発熱出来る
>>２．残りの1chで80ｍA程のTAPE LEDを制御(基本的に常時ON)していました。 今回、「２」についてTAPE LEDを伸ばし(LEDの粒数を増加)、トータル240ｍA程
データシートから読み取ると、 IOUT - VCE(sat)のTypグラフから
240mA(IOUT)時 ≒1.2V なので消費電力は 0.288W
１．２．合わせて0.316Wなので「Power dissipation AFWG PD Ta=85℃ 0.48W」には余力が有る
本件の根本的な課題は、どれ程電流が流せるか、と同時にどれ程発熱が有るかです
データシートによると
Storage temperature Tstg −55 to 150℃ と成っているのでジャンクション温度は150℃までです
パッケージ自体の温度抵抗を考慮して、パッケージ表面では85℃程度までの使用が好ましいと読み取れますが、85℃のパッケージの熱を如何に放熱するかは記載が有りません
On Glass Epoxy PCB (75 × 114 × 1.6 mm と記載が有りますが、では基板の周囲温度は？
ジャンクション→パッケージ→基板→ この先は
１）ファンによる強制空冷
２）自然対流による空冷
３）基板をプラスチックパッケージに入れるので、自然対流による冷却は望めない
今回の様に「データシート上の限界」まで使用しようとすると、これ等の放熱設計を考えねば成りません
データシート上の限界はあくまで目安で、余裕を持った設計が望まれます
>>[5]
>>8ch使用時にトータルで0.48W程度(推奨)になるように
>>設計した方がいいよ。という意味合いなのでしょうか？
ch数は関係ありません。2chでも8chでもトータルで
最大でも0.48Wにしなさい、ということです。
1chの最大電流は500mAなのですが、IC１個の中でトータルで
0.48Wの制約があるということです。
今回は20mAは2ch、240mAが1chなので、まず電流については
それぞれ500mA以下なのでOK。後は、3chの熱の合計が0.48Wに
収まるかどうか、ということです。
電流が増えると、Vce(sat)（IC内での電圧降下）が増えるので
グラフからその電流値のVce(sat)を読み取らねばなりません。
熱はVce(sat)と電流の積で求まります。
JO_Oさんのおっしゃるように0.316Wなのでしたら（ははは、検算しませんけど）、
一応0.48W以下なのでOKということになります。
しかしながら、ちょっとギリギリですね。ICがアチチになりますよ。
常時、というのが１日に何時間もあって、半年も経ったら
基板が焦げてきますよ。なので以下のいずれかの対処を。
１．アルミフィンの放熱器をICの上にくっつける。さらに風を当てる。
２．前にも書きましたがIC交換。このICは許容損失が倍の0.96W
ですし、グラフはありませんが、200mAの時の出力電圧は
最大で0.65V、350mAの時が最大で1.14Vなので、たぶん240mA時
は0.8Vぐらいでしょう。とすれば、損失（熱）は0.2W弱と
元の0.288Wよりも30%ぐらい減ります。
基板の見た目も変わらず、なかなか良いかなと。
３．基板を改造して、240mA出力部分のみ、増強する。
ON抵抗が20〜30mΩ、Id=5Aみたいな超小型（SOT-23）の
Power MOS FETは何十円で売ってますから、これを使って改造する。
ON抵抗が30mΩなら、電圧降下は0.0072V、損失は0.0017Wと
全くと言っていいほど発熱しません。
４．外付けで３．と同様なものを付ける。
>>8ch使用時にトータルで0.48W程度(推奨)になるように
>>設計した方がいいよ。という意味合いなのでしょうか？
ch数は関係ありません。2chでも8chでもトータルで
最大でも0.48Wにしなさい、ということです。
1chの最大電流は500mAなのですが、IC１個の中でトータルで
0.48Wの制約があるということです。
今回は20mAは2ch、240mAが1chなので、まず電流については
それぞれ500mA以下なのでOK。後は、3chの熱の合計が0.48Wに
収まるかどうか、ということです。
電流が増えると、Vce(sat)（IC内での電圧降下）が増えるので
グラフからその電流値のVce(sat)を読み取らねばなりません。
熱はVce(sat)と電流の積で求まります。
JO_Oさんのおっしゃるように0.316Wなのでしたら（ははは、検算しませんけど）、
一応0.48W以下なのでOKということになります。
しかしながら、ちょっとギリギリですね。ICがアチチになりますよ。
常時、というのが１日に何時間もあって、半年も経ったら
基板が焦げてきますよ。なので以下のいずれかの対処を。
１．アルミフィンの放熱器をICの上にくっつける。さらに風を当てる。
２．前にも書きましたがIC交換。このICは許容損失が倍の0.96W
ですし、グラフはありませんが、200mAの時の出力電圧は
最大で0.65V、350mAの時が最大で1.14Vなので、たぶん240mA時
は0.8Vぐらいでしょう。とすれば、損失（熱）は0.2W弱と
元の0.288Wよりも30%ぐらい減ります。
基板の見た目も変わらず、なかなか良いかなと。
３．基板を改造して、240mA出力部分のみ、増強する。
ON抵抗が20〜30mΩ、Id=5Aみたいな超小型（SOT-23）の
Power MOS FETは何十円で売ってますから、これを使って改造する。
ON抵抗が30mΩなら、電圧降下は0.0072V、損失は0.0017Wと
全くと言っていいほど発熱しません。
４．外付けで３．と同様なものを付ける。
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