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自作ブラシモーターESC（F/B/R対応・Nch×4 Hブリッジ、IR2104×2）の全体統合回路図
自作ブラシモーターESC（F/B/R対応・Nch×4 Hブリッジ、IR2104×2）の全体統合回路図をご紹介します。 （凡例 `‾`＝電源、`┴`＝GND、`→`＝信号フロー、`≈`＝ツイスト/シールド推奨）
====================[ 自作 Brushed ESC 全体統合 ASCII 回路図 ]====================
┌──────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 1) 電源・保護・BEC │
└──────────────────────────────────────────────────────────────┘
+Vbat(2S/3S) ‾────────F1──────D1(TVS)───────+──────+─────────────→ +V_DRV
(10~20A) | |
C1 C2
+|| || (Cin: 1000µF低ESR + 1µ/100nF)
┴ ┴
GND GND
│
GND ┴──────────────────────────────────────────┴─────────────────────────┐
│
┌────── DC-DC(BEC) U5 ──────┐ │
+V_DRV ‾───────────────────┤ Buck 6.0V/3A (MP2307等) ├────→ +BEC6V ‾──┼─→ RX Vcc
GND ┴────────────────────┴─L1─D7─C15─C16─────────────┘ └─→ Servo Vcc
└─→ 追加サーボ Vcc
┌──────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 2) Hブリッジ(Nch×4) ＋ ハーフブリッジドライバ │
└──────────────────────────────────────────────────────────────┘
上アーム(A) 上アーム(B)
+V_DRV ‾───┬─────────────────────────────┬─────────────────────────────┐
│ │ │
Q1(Nch) Q3(Nch) （Q1/Q3はヒートシンク共有）
│ │
├─────┐ ┌────┤
│ │ Motor 端子 │ │
│ └───M_A───┬───M_B─┘ │
│ │ │
Q2(Nch) │ Q4(Nch)
│ │ │
Rsns───┬───────────┴─────────────┴────────→ GND ┴
(R20) │
│ ┌───────── 電流検出 ─────────┐
└───→│ AMP1(INA180/199) ──→ MCU ADC│
└──────────────────────────────┘
[U1: IR2104 (A相用)] [U2: IR2104 (B相用)]
VCC ‾─+BEC6V or +12~15V VCC ‾─+BEC6V or +12~15V
COM ┴─GND COM ┴─GND
IN(HIN) ←── PWM_A_H (MCU) IN(HIN) ←── PWM_B_H (MCU)
IN(LIN) ←── PWM_A_L (MCU) IN(LIN) ←── PWM_B_L (MCU)
VB ‾─D3→|─┐ VB ‾─D4→|─┐
C5 C6
┌─||─┘ VS_A ┌──||──┘ VS_B
└────────HO_A ─────→ Gate_Q1 └─────HO_B ─────→ Gate_Q3
LO ────────────────→ Gate_Q2 LO ───────────────→ Gate_Q4
〔ゲート周辺〕 Rg1..4=10~22Ω（各FETゲート直列）/ Cgate任意 / 各FET近傍に100nF
〔スナバ〕 Motor両端RC Rsn≈47Ω, Csn≈4.7nF（実測最適化）
┌──────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 3) MCU・受信機IF・保護センサ │
└──────────────────────────────────────────────────────────────┘
受信機(RX)
TH(PWM) ──R31──→ MCU.TH_IN
Vcc ‾──────────→ +BEC6V
GND ┴──────────→ GND
┌──────────────────────────────────────────────┐
+BEC5/6V ‾───────────→│ MCU U3 (STM32F0/ATmega328P等) │
GND ┴────────────→│ VSS/GND │
BatDiv ──────────────→│ ADCx (LVC用: R41/R42で分圧) │
Isense ──────────────→│ ADCy (電流検出: AMP1出力) │
Temp(NTC) ───────────→│ ADCz (温度) │
PWM_A_H/L ───────────→│ タイマCHx/CHy（相補PWM＋デッドタイム） │
PWM_B_H/L ───────────→│ タイマCHz/CHw（相補PWM＋デッドタイム） │
UART/SWIM/SWD ──────→│ 書込IF │
└──────────────────────────────────────────────┘
[LVC用分圧例] +Vbat ‾─R41(200k)─┬─→ MCU ADC(3.3Vfs) NTCは+BEC6Vと分割
R42(68k)┴─┴→ GND ┴ （β値に合わせた定数）
┌──────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 4) モーター端子 / EMI │
└──────────────────────────────────────────────────────────────┘
+V_DRV ‾────────────┬─────────── Motor_A 端子 ──┐
│ │
│ [RCsn] 例 47Ω//4.7nF │ ┌─ FerriteBead
└─────────┤ ├──────────────────┼───┤─┐
GND ┴─────────────────────────┴────────────────────┴───┴─┘
│
│≈ツイスト/シールド推奨→→→ モーター
┌──────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 5) BEC給電（受信機/サーボ） & スターGND │
└──────────────────────────────────────────────────────────────┘
+BEC6V ‾───────────┬─→ RX Vcc
├─→ Servo(Steering)
└─→ Servo(Throttle/Winch)
GND ┴──────────────┴─→ 共通GND（※信号GNDとパワーGNDは★一点合流）
[★] スター合流点 Rsns→GND帰還点付近に設定。MCU/AMP/RXのGNDはここへ一点接続。
==============================[ 主要Ref/推奨値 ]================================
Q1~Q4: BSC016N04/IRLR7843/IPT015N10N5等(40~60V低Rds) Rg1..4: 10~22Ω
U1/U2: IR2104(IRS2003/HIP4081代替) D3/D4: SS14/UF4007 C5/C6: 100nF
Rsns : 0.002~0.010Ω/≥3W AMP1: INA180/INA199 (Low-side)
U5 : Buck 5~6V/3A C1: 1000µF低ESR(35V) + 近傍0.1µF/1µF
R41/R42: 200k/68k(例, 3.3Vfs) Rsn/Csn: 47Ω/4.7nF(要実測)
F1: 10~20A ミニブレード D1: TVS (SMAJ58CA等, 2S/3Sに合わせ最適化)
===============================================================================
補足（実装のコツ）
配線最短化です。
・高dI/dtループ（+Vbat→C1→FET→Rsns→GND）は極小ループにします。
・VSノード（IR2104のVB/VS/HO周り）は超短配線＋局所デカップリングです。
・高dI/dtループ（+Vbat→C1→FET→Rsns→GND）は極小ループにします。
・VSノード（IR2104のVB/VS/HO周り）は超短配線＋局所デカップリングです。
GND設計です。
・パワーGNDと信号GNDを★一点で合流します。スター接続）。 ・立ち上げ手順です。
・低電圧・電流制限で初期化→FET未実装でゲート波形確認→軽負荷モーターで試験です。
・パワーGNDと信号GNDを★一点で合流します。スター接続）。 ・立ち上げ手順です。
・低電圧・電流制限で初期化→FET未実装でゲート波形確認→軽負荷モーターで試験です。
ひとことまとめ
・図のまま配線すれば、前進/ブレーキ/後進の相補PWMと保護系が一望できます。実際はCの置き方とGNDの取り回しが勝負です。
名言 「速さは回路で作り、信頼はレイアウトで守る。」
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