基本駆動回路 - 展示会 - Teamwork Global Group Limited

基本駆動回路

駆動回路は、特定の種類のコントローラを使用し、速度制御を必要とするアプリケーションで使用されます。駆動回路の目的は、ＢＤＣモータの巻線電流を変える手段をコントローラに提供することである。このセクションで説明する駆動回路により、コントローラはBDCモータの電源電圧をパルス幅変調できます。消費電力の観点から、このような速度制御方法は、ＢＤＣモータの速度を変える点で従来のアナログ制御方法よりもはるかに効率的である。従来のアナログ制御では、モータ巻線と直列に追加のバリスタが必要になり、効率が低下します。 BDCモーターを駆動する方法はたくさんあります。用途によっては、モータを一方向にのみ動作させる必要があります。図6と図7は、BDCモーターを一方向に駆動するための回路を示しています。前者はローエンドドライバを使用し、後者はハイエンドドライバを使用します。ローエンドのドライバを使用する利点は、FETドライバを使用する必要がないということです。 FETドライバの目的は以下のとおりです。

1.駆動MOSFETのTTL信号を電源電圧のレベルに変換します。

2. MOSFETを駆動するのに十分な電流を供給します（1）

3.ハーフブリッジアプリケーションでレベルシフトを行います。

Note 1：ほとんどのPICチッパーアプリケーションでは、PICマイクロコントローラのI / Oピンが20mAの電流を供給できるため、2番目のポイントは通常適用されません。

各回路では、逆起電力（BEMF）電圧がMOSFETを損傷するのを防ぐために、モータの両端にダイオードが接続されています。モータの回転中にBEMFが発生します。 MOSFETがオフになっても、モータの巻線にはまだ電力が供給されており、逆電流が発生します。 D1はこの電流を消費できるように適切な定格を持っている必要があります。

図6と図7の抵抗R1とR2は、各回路の動作にとって重要です。 R1はマイクロコントローラを電流スパイクから保護するために使用されます。 R2は、入力ピンがトライステートのときにQ1が確実にオフになるようにするために使用されます。

BDCモータの双方向制御には、Hブリッジと呼ばれる回路が必要です。 Hブリッジは、モーターの巻線の電流を両方向に移動させることができるように設計されています。これを理解するには、Hブリッジを2つの部分、または2つのハーフブリッジに分割する必要があります。図８に示すように、Ｑ１とＱ２は一方のハーフブリッジを構成し、Ｑ３とＱ４は他方のハーフブリッジを構成する。各ハーフブリッジは、その潜在的な供給電圧または接地電位を作るためにＢＤＣモータの一端の導通およびターンオフを制御することができる。例えば、Q1がオンになりQ2がオフになると、モーターの左端は電源電圧の電位になります。 Q3をオフにしたままQ4をオンにすると、モーターの反対側の端が接地されます。矢印でラベル付けされたＩＦＷＤは、この構成における電流の流れを示す。

各MOSFETの両端にダイオード（D1〜D4）があることに注意してください。これらのダイオードは、MOSFETがオフのときにBEMFによって引き起こされる電流スパイクからMOSFETを保護します。これらのダイオードは、MOSFET内部のダイオードがBEMF電流を消費するのに十分でない場合にのみ必要です。コンデンサ（C1〜C4）はオプションです。これらのコンデンサは通常10 pF以下で、整流子のアーチによって発生するRF放射を減らすために使用されます。

表1は、Hブリッジ回路のさまざまな駆動モードを示しています。順方向モードおよび逆方向モードでは、ブリッジの一方の端はグランド電位にあり、もう一方の端はVSUPPLYにあります。図8では、IFWDとIRVSの矢印が順方向と逆方向の動作モードの回路パスをそれぞれ示しています。コースタルモードでは、モーター巻線の端子は停止したままで、モーターは停止するまで惰行します。ブレーキモードは、BDCモーターを素早く停止するために使用されます。ブレーキモードでは、モーター端子は接地されています。モーターが回転すると、発電機として機能します。モータのリード線を短絡させることは、モータに無限の負荷をかけることと同じです。これは、モータを急速に停止させる可能性があります。 IBRKの矢印はこれを表しています

Hブリッジ回路を設計するときは、非常に重要な考慮事項を考慮する必要があります。回路への入力が予測不可能な場合（マイクロコントローラの起動時など）は、すべてのMOSFETをオフ状態にバイアスする必要があります。これにより、Hブリッジの各ハーフブリッジのMOSFETが同時にオンになることはありません。同じハーフブリッジのMOSFETを同時にオンにすると、電源に短絡が発生し、最終的にMOSFETが損傷して回路が動作しなくなります。各MOSFETドライバの入力にあるプルダウン抵抗がこれを行います。