秋月電子で買える大き目の面実装NchパワーMOSFET、IRFS7730かIRF1324（D2PAK7パッケージ）、もしくはTKR74F04PB（TO220SM(W)パッケージ）を使うハーフブリッジ基板です。
パワエレを勉強したくて以前作っていたものです。
数年前に製作した基板ですが、記事にまとめていなかったので、回路等を覚え書きとしてまとめておきます。
使用するパワーMOSFETについて
秋月電子で購入できる下記のNch面実装パワーMOSFETが使用できます。
対応パッケージはD2PAK7かTO220SM(W)の何れかで、比較的低電圧で大電流のタイプです。
International Rectifier社製：IRFS7730
【主な仕様】
ドレインソース間電圧：75V
ドレイン電流：240A
ピークドレイン電流：990A
ゲートソース間電圧：±20V
オン抵抗：Typ1.7mΩ
許容損失：375W
パッケージ：D2PAK7
International Rectifier社製：IRF1324
【主な仕様】
ドレインソース間電圧：24V
ドレイン電流：240A
ピークドレイン電流：1640A
ゲートソース間電圧：±20V
オン抵抗：Typ0.8mΩ
許容損失：300W
パッケージ：D2PAK7
東芝製：TKR74F04PB
【主な仕様】
ドレインソース間電圧：40V
ドレイン電流：250A
ピークドレイン電流：750A
ゲートソース間電圧：±20V
オン抵抗：Typ0.6mΩ
許容損失：375W
パッケージ：TO220SM(W)
ゲートドライバは下記のモジュールを使用する想定です。
回路図
回路図は下記になります。
MOSFETが2個並列になっているように見えますが（回路図ではそうなっていますが）、貧乏性なので基板表面はIRFS7730かIRF1324、裏面はTKR74F04PBのいずれかを載せられるようにしています。
実際は、いずれか１種類のパッケージのみ実装して使用します。
基板一枚でハーフブリッジ回路を構成しており、2枚組み合わせてフルブリッシ回路を構成します。
もしくは、3枚使用することで3相ブリッジ回路を構成することができます。
部品リスト
部品リストは下記になります。
| 品名 | 参照名 | 数量 | 数値・仕様 | 規格・フットプリント |
| NchパワーMOSFET | Q1,Q2 | 2 | IRFS7730TRL7PP または IRF1324STRL-7PP | D2Pak-7(TO-263-6)パッケージ 秋月電子：110162 または116708（在庫限り） |
| NchパワーMOSFET | Q3,Q4 | 2 | TKR74F04PB | TO220SM(W)パッケージ 秋月電子：116487 |
| ターミナルブロック | J1,J2 | 2 | 2pin、5.08mmピッチ | 汎用端子台 秋月電子：101306 |
| テストポイント | TP1～TP5 | 5 | チェック端子 | スルーホール径φ1 秋月電子：107588 |
| マウントホール | H1,H2,H3 | 3 | M5ネジ用（φ5.3） | MountingHole_5.3mm_M5_Pad_Via |
KiCADで基板設計
今回もKiCADでパターン設計を行いました。
3Dビュー表示
・基板表側
IRFS7730かIRF1324（D2PAK7パッケージ）をのせる面です。
・基板裏側
TKR74F04PB（TO220SM(W)パッケージ）を載せる面です。
部品配置図
・基板表側
IRFS7730かIRF1324（D2PAK7パッケージ）をのせる面です。
・基板裏側
TKR74F04PB（TO220SM(W)パッケージ）をのせる面です。
多面取り（パネライズ）して発注
100mm×100mmで4個取りとなる様にパネライズしています。
・基板表面
・基板裏面
到着した基板
中国の基板メーカーElecrowに発注して製作してもらいました。
下記の記事で紹介しています。
Elecrowから到着した基板がこちらになります。
レジスト色は黄色です。
部品を実装してみる
表側（D2PAK7パッケージ）にMOSFETを実装してみました。
フットプリントの寸法は問題なさそうです。
ベタに熱が逃げるので、パワーのある半田ごての使用がおすすめです。
放熱パッド裏のビアにも、裏側からはんだを流し込んでいます。
裏側（TO220SM(W)パッケージ）にMOSFETを実装する例です。（上の写真とは別の基板個片です）
こちらも、フットプリントの寸法は問題なさそうです。
実装後の写真です。
放熱パッド裏のビアにも、裏側からはんだを流し込んでいます。
まとめ
パワエレを勉強するために、秋月電子で買える大き目の面実装NchパワーMOSFETを使うハーフブリッジ基板を作ってみました。
IRFS7730かIRF1324（D2PAK7パッケージ）、もしくはTKR74F04PB（TO220SM(W)パッケージ）を使用することができます。
いずれのMOSFETもかなり大電流に対応しており、この基板では対応しきれないほどのスペックです。
下記のゲートドライバ基板と合わせて、実験に使用したいと考えています。
参考リンク
今回のような放熱ベタの多い基板にはんだ付けするための、パワーのある温調半田ごてです。
私も使っていますが、会社で使用するようなステーション型の半田ごてに負けず劣らず使いやすいです。（持ち手が太いのが玉にキズですが・・・）
