¿Cuál es la razón por la que mi ULN2003A se sobrecalienta?

La frecuencia PWM es de 32 kHz, por lo que es un período de aproximadamente 32 us y la mitad de ese tiempo el transistor descargará energía para cargar esos capacitores. Lo hará de forma totalmente ineficiente también, por lo que quizás la mitad de esa energía nuevamente se desperdicie en calor de transistor.

La energía adquirida por el capacitor es \ $ \ dfrac {CV ^ 2} {2} = \ dfrac {2.2 \ veces 10 ^ {- 6} \ veces 144} {2} \ $ = 0.158mJ

PERO porque la carga de la tapa se realiza de manera totalmente ineficiente, en una suposición, el transistor arrojará la misma cantidad de energía. Hace esto 32,000 veces por segundo, por lo que es una potencia de aproximadamente 5 vatios por transistor.

Es posible que haya exagerado un poco esto al suponer que cada 2.2uF se descargaría totalmente en un ciclo de PWM, pero apostaría a que cada transistor está funcionando con un vatio simplemente haciendo que estos condensadores vuelvan a estar completamente cargados ( 32,000 veces por segundo). Deshágase de las tapas y, si aún tiene problemas con el ruido, vuelva y cuéntenos.

Cuanto más bajo sea el ciclo de trabajo, peor será esto porque habrá más tiempo para que se descarguen estas tapas y, por lo tanto, volver a adquirir ineficientemente más de sus 0.158 mJ cuando el transistor vuelva a encenderse.

En ciclos de servicio alto, lo que significa una alta velocidad del ventilador, el EMF posterior del ventilador evita que su capacitor se descargue significativamente. Sin embargo, a valores de ciclo de trabajo bajos, el condensador se descarga la mayor parte del camino.

En el peor de los casos, se descarga completamente, lo que significa que se debe recargar cada vez que se enciende el Darlington. La carga es de 2.2 µF × 12 V = 26.4 µC. Hecho 32,000 veces por segundo, esto representa una corriente promedio para los condensadores solos de 845 mA.

Tenga en cuenta que V _CE para estos Darlington es del orden de 1.5V en este nivel actual, por lo que el par de transistores para cada motor se está disipando aproximadamente 1.3 W.

Cuando incrementó la frecuencia PWM, debería haber reducido los valores del capacitor proporcionalmente. Probablemente deberías deshacerte de ellos por completo.