コンパクトなブラシレスDCモータ設計が可能に
ブラシ付きDCモータの持つ機械的摩耗という欠点からブラシレスDCモータが台頭してきています。この技術論文ではこれらのモータの違いの説明と、最近リリースされたMP6540/40AというブラシレスDCモータドライバの紹介をしています。
イントロダクション
＊本記事は2019年10月にMPS社ホームページに投稿された論文を基に翻訳、作成されました。
消費者が日常の電化製品の「スマート機能」を期待し理解するようになるにつれ、基本的な機械機能を自動化するために小型電気モータを使用することが、近年激増してきています。これらの電動メカニズムは、アクチュエータのカテゴリに分類でき、民生機器、家電および産業用オートメーション、車載電子機器などのさまざまなアプリケーションで使用されています。
窓開けからドアロックの操作、ヘッドライトビームの調整まで、電動アクチュエータは普遍的になってきています。
信頼性と効率を向上させるため、古いブラシ付きモータを3相ブラシレスモータに置き換える傾向が高まっています。
ブラシ付きDCモータ
単純なブラシ付きモータは、単方向または双方向の回転が必要かどうかに応じて、ハーフまたはフルMOSFET Hブリッジで駆動できます（図1を参照）。 PWM入力を使用して電流を制御することにより、速度を制御できます。ブラシ付きモータは成熟した技術であり、低コストで制御が比較的容易なことから、よく選ばれます。これらには整流子接点とカーボンブラシが摩耗し、動作寿命が制限されるという主たる欠点があります。
ブラシレスDCモータ
対照的に、3相ブラシレスモータは、3相のそれぞれの電流を正確に決めてモータを特定位置につけることができるため、位置制御に関して柔軟性が高くなります（図2を参照）。
ブラシ付きモータの機械的転流は電子的転流へと置き換えられ、摩耗するブラシがないため信頼性が高くなります。
制御は、単純な「6ステップ」ブロック転流を介して行うことができ、この場合エネルギーは、回転位相シフトシーケンスで3相のうちの2つに適用されます。 代わりとして正弦波またはフィールド指向制御のより洗練された形式をとることができ、この場合エネルギーは、モータ位置を正確に制御できるプロファイルに従って各相に徐々に供給されます。 この正確な制御を容易にするために、3相ブラシレスモータドライバには、制御デバイスが各相電流を正確に監視できるよう、3つのハーフブリッジ（6つのMOSFET）と各相の個別の電流検出フィードバックアンプが必要です。
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