ブラシ付きDCモーター|基礎編
BTLアンプ回路によるブラシ付DCモーターの駆動:リニア電流駆動
2018.10.30
この記事のポイント
・BTLアンプをモーター駆動に応用したブラシ付DCモーターのリニア電流ドライバ例。
・BTLアンプでのブラシ付DCモーター駆動には、電圧駆動と電流駆動がある。
前回の「BTLアンプ回路によるブラシ付DCモーターのリニア電圧駆動」に続いて、BTLアンプを応用したリニア電流駆動について説明します。
BTLアンプ回路によるブラシ付DCモーターの駆動:リニア電流駆動
ブラシ付きDCモーターをリニア電流で駆動するBLTアンプ回路の例を示します。
モーターと出力OUT1の間に電流検出用の抵抗Rsを入れ、モーターに流れる電流を電圧として検出し、それを入力段アンプに負帰還しています。この帰還によって入力段反転アンプは2つの出力段パワーアンプの出力電圧を帰還制御します。出力段アンプは差動アンプとなっており、入力段アンプの出力M0をOUT1のアンプは反転入力で受け、OUT2のアンプが非反転入力で受けることで、OUT1に対してOUT2は逆相になります。全体としては、シングルエンド入力の差動出力(正相/逆相)アンプと考えることができます。
入力電圧と出力電流の関係を説明します。出力電流(モーター駆動電流)は、電流検出抵抗Rsの両端の電圧差(電圧降下分)を検出し増幅する差動アンプの出力Vsoとして、入力段反転アンプの反転端子に帰還されます。Vsoは以下の式で求められます。Rsの接続からわかるように、電流の向きに対してVsoは反転した電圧になります。
Vso=-Rs・Io・(R6/R5)+Vref
また、入力端子IN1への印加電圧をVIN1とすると、入力段反転アンプのゲインを無限大とすると反転入力端子の電圧はVrefになります。
反転アンプの動作原理から、入力段反転アンプの反転入力端子での電流の和は0Aになるように制御されます。つまり、下式のようになります。
この式を変形すると となり、
Rs(R6/R5)が固定値であることから、出力電流IoはVIN1を調整することで所望の値にすることができます。
電流駆動は、設定電流に満たないとき最大電圧でモーターを駆動するため、設定電流までの到達時間が早くモーターの反応が速くなるという特徴があります。また、今回はリニア駆動の例を示しましたが、PWM出力でも同様に電流検出し負帰還制御により電流駆動することが可能です。
【資料ダウンロード】ブラシ付きDCモーターと駆動方法の基礎
ブラシ付きDCモーターは最も汎用的なモーターで、非常に多くのアプリケーションに利用されています。このハンドブックでは、ブラシ付きDCモーターの基礎として、構造、動作原理、特性、駆動方法を解説しています。
ブラシ付きDCモーター
-
基礎編
-
ブラシ付きDCモーターについて
- ブラシモーターの構造、回転原理、発電原理、ショートブレーキ、特性
- Hブリッジ回路によるブラシ付DCモーターの駆動:原理
- Hブリッジ回路によるブラシ付DCモーターの駆動:出力状態の切り替え
- Hブリッジ回路によるブラシ付DCモーターの駆動:ハイサイド電圧リニア制御
- BTLアンプ回路によるブラシ付DCモーターの駆動:リニア電圧駆動
- BTLアンプ回路によるブラシ付DCモーターの駆動:リニア電流駆動
- PWM出力によるブラシ付DCモーターの駆動:PWM駆動の原理
- PWM出力によるブラシ付DCモーターの駆動:PWM駆動時の電流回生方法
- PWM出力によるブラシ付DCモーターの駆動:損失と注意点
- PWM出力によるブラシ付DCモーターの駆動:Hブリッジ回路PWM駆動
- PWM出力によるブラシ付DCモーターの駆動:Hブリッジ定電流駆動
- PWM出力によるブラシ付DCモーターの駆動:BTLアンプ入力形式駆動
- 1スイッチ回路駆動、ハーフブリッジ回路駆動
- ブラシ付DCモーターの駆動回路 まとめ
-
ブラシ付きDCモーターについて
- 製品紹介