tsatoh wrote: ↑

Tue May 14, 2024 2:41 pm

保護回路を設計するためにはその PWM 線の規格(電圧制御か電流制御か、駆
動電流はどの向きにどれくらい必要か?電圧制御の場合閾値電圧はいくつか?)
が最低でも必要だと思います。加えて逆接続した場合に PWM 線からどれくら
いの電流が出てくるのかも分かったほうが考えやすいです(が、誤接続した時
にどうなるかとかはデータシートに出ていないことが多い)。

仮にその PWM 線が電圧レベル L の時に電流を引き込まなければいけないのであれば
整流ダイオードであろうと SBD であろうと直列に挟めば動作しませんよね。

> 一応現在はPWMピンとGPIOの間に1kΩの抵抗を入れています。

正常接続の時にこれで動いているのであれば、

ラズパイGPIO -> 180オームの抵抗 -> 820オームの抵抗 -> PWM
二本の抵抗の接続点 -> 3.3V ツェナーダイオードのカソード
そのアノード -> GND
# 抵抗は 1/4W にするか 1/2W にするか迷うところですがが私なら 1/2W を選びます。
# ツェナーダイオードは周囲温度50度までを考えても 500mW 級で十分のはずです。

みたいな回路構成が「とりあえず」考えられますが、ツェナーダイオードは
ばらつきが大きいし温度特性も悪いし降伏特性もシャープではありません。なの
でやはりデーターシートに示されている値からばらつきと温度特性を考慮した
上で抵抗値やツェナー電圧、最大消費電力を定め、シミュレーションで確認し
てから実機でテストということになるのだと思います。

全く別のアプローチとしてはフォトカプラーを使う手もあります。ただ、PWM
周波数が高いと高速タイプのカプラーが必要になりその場合たいてい出力はトー
テムポールなので、ファン電源を逆接続したらラズパイの代わりにフォトカプラーが壊れま
す。結局オープンコレクタで PWM を駆動するために外付けトランジスターが
1個か2個と抵抗(フォトカプラー内のLEDや外付けトランジスターの電流制限)
も必要になります。部品点数は増えてしまいますが信号線が(定格の範囲内で)
電気的に完全に絶縁されますし、抵抗値の選択も上ほどシビアではありません。
# フォトカプラーの選択は悩ましいですが....