AC インバータと VF ドライブ

TI のアナログ製品と組込みプロセッシング製品の採用で、効率と信頼性を向上させた AC インバータと VF ドライブを設計可能

AC インバータは、センサレスでトルク制御と速度制御を行う各アプリケーションに適した、業界で使用頻度の高い製品です。地球全体のエネルギー消費量を少しでも減らすためにエネルギー効率クラス IES2 を達成する AC インバータを設計する場合や、システムのダウンタイムを短縮するために EMC (電磁適合性) の高い AC インバータを設計する場合、TI の製品ラインアップを活用すると、開発中の設計のニーズに対応できます。TI の産業用グレードの各種製品は、高効率の電力変換に適した拡張温度範囲、電流と電圧の絶縁型センシング、低レイテンシのリアルタイム制御、マルチプロトコルの産業用通信、静電容量性絶縁技術など、システムの効率と信頼性向上に役立つ機能を搭載しています。

ボディ・エレクトロニクスとライティングの各システムで TI 製品を選択する理由

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高精度で信頼性の高い制御を実現

TI の各種高精度アナログ製品とリアルタイム・マイコンを使用すると、センサレスのトルク制御や速度制御を高度な信号処理と組み合わせ、高精度のリアルタイム・モーター制御を実現することができます。

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エネルギー効率を最大化

TI の電源製品とリアルタイム制御製品は、電力密度の向上とフォーム・ファクタの小型化に加えて、効率クラス IES2 を達成し、世界全体のエネルギー使用量を少しでも低減するのに役立ちます。

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高い信頼性と機能安全を実現

ドライブベースの安全機能を含め、基本絶縁と強化絶縁に関連する TI の技術は、予期しない危険な動作というリスクの低減に役立ちます。

よりスマートでよりエネルギー効率の高い AC インバータと VF ドライブの開発

効率的で信頼性の高いリアルタイム制御システムの設計が可能

リアルタイム・モーター制御ペリフェラル、算術演算アクセラレータ、プログラマブル・リアルタイム・プロセッサ、構成可能なロジック・ブロックを内蔵した TI のシングルコアとマルチコアの各マイコン (MCU) を使用すると、以下のことを実現できます。

  • 低レイテンシで高帯域幅のチップ間インターフェイスを搭載した、高温側と低温側の制御アーキテクチャ。
  • 高精度で信頼性の高いセンサレスのトルク制御と速度制御。
  • 制御、通信、予防保守の各アルゴリズムの並列実行。
  • FOC と直接トルク制御の計算時間は 1μs 未満で、IEC 61800-9 の規定する最高のエネルギー効率クラスである IES2 を達成できます。
  • 産業用通信機能とリアルタイム制御ペリフェラルを統合したシングルチップ・マイコンを採用すると、外部 FPGA が不要になります。
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アプリケーション・ノート
Real-Time Benchmarks Showcasing C2000™ Control MCU's Optimized Signal Chain (Rev. A)
実際の制御アプリケーションを中心として作成されたリアルタイム・ベンチマークの詳細をご確認ください。ここでは、リアルタイム制御の複雑さと、このより包括的なこのベンチマーク・アプローチの必要性を強調しています。
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アプリケーション・ノート
AM243x/AM64x Single Chip Motor Control Benchmark
定速ドライブは本質的に非効率的です。このアプリケーション・ノートでは、AM243x/AM64x デバイスが、効率向上に必要な統合型リアルタイム・サーボ・ドライブ制御と通信パスをどのようにサポートするかを示します。
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ビデオ・シリーズ
C2000™ マイコン - モーター制御トレーニング・シリーズ
8 部構成のビデオ・シリーズで、TI の C2000™ マイコンを使用するモーター制御の詳細をご確認ください。
リアルタイム制御。 に関する主な製品
AM2634 アクティブ リアルタイム制御機能とセキュリティ機能を搭載、最大 400MHz 動作、クワッドコア Arm® Cortex®-R5F マイコン
AM6442 アクティブ PCIe、USB 3.0、およびセキュリティ搭載、デュアル・コア 64 ビット Arm® Cortex®-A53、クワッド・コア Cortex-R5F
TMS320F28388S アクティブ コネクティビティ マネージャや、1 個の C28x+CLA CPU、1.0MB フラッシュ、FPU64、CLB (構成可能ロジック ブロック)、ENET、EtherCAT 搭載、C2000™ 32 ビ

高効率で、トルクの信頼性と精度が高い 3 相電力段を製作可能

絶縁型と非絶縁型の IGBT や SiC-FET ゲート・ドライバ、さらに高効率パワー・マネージメント製品で構成された TI の幅広い製品ラインアップをご確認ください。これらの製品を採用すると、最大で IEC61800-9 規格が規定する IES2 クラスの非常に高い効率を達成する、高温側と低温側で制御を行う 3 相電力段を実現できます。

電流と電圧のセンシングを行う TI の各種高精度絶縁型製品は、予防保守に適した高度なモーター診断機能など、センサレス制御の実現に役立ちます。寿命と絶縁定格が向上した TI の各種絶縁デバイスを使用すると、IEC 61800-5-1 の絶縁要件を満たすことができます。

Analog Design Journal
Using isolated comparators for fault detection in electric motor drives
この記事では、さまざまな障害事象の優先レベルと影響、およびそれらを検出してモーター・ドライブ回路の損傷を防止する方法を解説します。
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Analog Design Journal
Selecting amplifiers for shunt-based current sensing in 3-phase motor drives
高精度の相電流センシング機能は、産業用モーター・ドライブ向けのベクトル制御 3 相インバータの性能に大きな影響を及ぼします。性能を向上させるために、適切なアンプを選択する方法をご確認ください。
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e-Book(PDF)
IGBT & SiC Gate Driver Fundamentals
IGBT と SiC の各パワー・スイッチの基礎を取り扱っている TI の e-Book (PDF) をお読みください。この中には、絶縁型ゲート・ドライバの機能や、IGBT と SiC の保護の基礎を取り扱う章などがあります。
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センシングと電力変換 に関する主な製品
UCC23513 アクティブ 8V と 12V の各 UVLO オプション、5.7kVrms、4A/5A、シングルチャネル、光互換、絶縁型ゲート・ドライバ
UCC21732 アクティブ 2 レベルのターンオフ機能搭載、IGBT/SiC FET 向け、5.7kVrms、±10A、シングルチャネル絶縁型ゲート・ドライバ
AMC1300 アクティブ ±250mV 入力、高精度、電流センシング、強化絶縁型アンプ

IEC 61800-5-1 の絶縁要件を満たし、長寿命でより信頼性の高いモーター・ドライブを実現します

  • システムの性能と信頼性の向上:TI の認定済み高電圧絶縁型製品ラインアップは、低レイテンシ、優れた同相過渡耐性、信頼性の高い性能を実現します。
  • システム・コストの低減:TI の絶縁技術を採用すると、部品表 (BOM) の低減、システム・コストの削減、ソリューション・サイズの大幅な縮小を実現できます。
  • スケーラビリティ:TI の革新的なパッケージングと世界各地にある自社所有の製造施設は、より多くのアナログ IC の機能で、機能絶縁、基本絶縁、強化絶縁の能力を実現するのに役立ちます。 
ホワイト・ペーパー
高信頼性と低コストを両立させる絶縁技術により高電圧設計の様々な課題を解決 (Rev. B 翻訳版)
このホワイト・ペーパーは、ガルバニック絶縁の概要を紹介し、高電圧システムの一般的な絶縁方法を説明します。また、絶縁のニーズに確実に対応すると同時に、ソリューションのサイズ縮小とコスト削減を達成するうえで、TI の各種絶縁 IC がどのように役立つかを示します。
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ホワイト・ペーパー
高電圧信号絶縁の 品質と信頼性の実現
この技術資料では、デバイスの特性評価とテストから得られた幅広いデータを含め、信号伝送を意図するコンデンサ・ベースの強化絶縁について詳細に説明します。
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ビデオ
How High-Voltage Isolation Technology Works – Capacitive Structure (日本語字幕選択可能)
このビデオでは、TI の強化絶縁技術の動作方法と、コンデンサの構造や製作方法について詳細に説明します。 
絶縁 に関する主な製品
ISO6760 アクティブ 汎用、50Mbps、6 チャネル (6/0) デジタル・アイソレータ
ISO7821LLS アクティブ デュアルチャネル、1/1、150Mbps、高性能、強化絶縁型 LVDS バッファ
ISO1211 アクティブ デジタル入力モジュール向け、シングルチャネル、24V ~ 60V、絶縁型デジタル入力レシーバ

有線のリアルタイム通信機能とインターフェイス

大半の最新システムは各種通信インターフェイスを搭載していますが、それらは新しい課題をもたらす可能性もあります。TI は、EtherCAT や EtherNet/IP から、TSN (Time-Sensitive Networking:時間限定ネットワーク) や PROFINET まで、幅広い産業用通信規格をサポートしており、コネクティビティとスケーラビリティの実現を通じて、現在の業界トレンドのニーズに対応するのに役立ちます。

サポート対象の各種製品の特長:

  • リアルタイム・イーサネットとアブソリュート・エンコーダ・プロトコルを内蔵しています。
  • TSN (Time-Sensitive Networking) 機能を内蔵。
  • 各種エンコーダ (FSoE、PROFIsafe、HDSL Safety) や、カスタム・インターフェイスと通信プロトコルをサポートするプログラマブル・ロジックなど、産業用イーサネットを土台として機能安全をサポートする機能安全の能力を内蔵。
アプリケーション・ノート
Industrial Communication Protocols Supported on Sitara™ Processors (Rev. D)
このアプリケーション・レポートは、Sitara™ マイコンと Sitara Arm® Cortex®-A プロセッサ製品ラインアップの各デバイスがサポートしている産業用通信プロトコルと、それらのプロトコルの詳細を入手する場所と方法について説明します。
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ビデオ
 リアルタイム通信分野で、低レイテンシとディタミニスティック (確定的な) 低レイテンシの各イーサネットの比較
開発中のシステムを最大限に活用するには、低レイテンシとデタミニスティック (確定的) の違いを理解することが重要です。ビデオで詳細を解説しています。
技術記事
インダストリ 4.0 サーボ ドライブに Sitara™ プロセッサおよびマイコンを活用
本稿では、サーボ ドライブ市場の動向と、インダストリ 4.0 とスマート ファクトリ システムの新しい要件に Sitara マイコン (MCU) およびプロセッサ (MPU) がどのように対応しているかを説明します。
産業用通信 に関する主な製品
AM2434 アクティブ 産業用通信機能とセキュリティ機能搭載、最大 800MHz、クワッドコア Arm® Cortex®-R5F ベースのマイコン
DP83826E アクティブ MII インターフェイスと拡張モード搭載、低レイテンシの 10/100Mbps PHY
ISO1450 アクティブ EMC 保護機能搭載、50Mbps、半二重、5kVrms、絶縁型 RS-485/RS-422 トランシーバ

機能安全規格 IEC 61800-5-2 および ISO 13849 の厳格な要件に対応

TI の機能安全準拠製品は、TÜV SÜD 認定済みの機能安全ハードウェアとソフトウェアの開発プロセスを活用しており、モーター・ドライブの設計で必要とされる最高クラスのセーフティ・インテグリティ・レベルと性能レベルを実現し、より安全で効率的な環境を実現するのに役立ちます。

TI の各種統合型製品と TÜV 評価済みの各種設計は、小型化、スマート対応、信頼性向上に貢献する、セーフ・トルク・オフ (STO) などの安全機能を設計する際に役立ちます。

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技術記事
産業用モーター ドライブ向けの診断機能と監視機能を搭載した STO 機能の実装
産業用プロセスとオートメーション・プロセスにとって、モーター・ドライブがなせ重要な要素なのか、その理由をご覧ください。これらのプロセスには多くの場合、機械の制御が関係しており、安全性が常に懸案になります。
技術記事
インダストリ 4.0 での機能安全の状態
このホワイト・ペーパーでは、工場の現場にあるオートメーション・サブシステム内で、プロセッサの機能安全が何を意味するかに注目し、機能安全を実現するためのいくつかのオプションを検討します。
ブログ
モーターを継続的に安全に動作させる方法
電動モーターの数が大幅に増加した結果、電力効率に対する懸念が高まっている現状で、システム設計者はより電圧の高いモーターを採用すると、開発する設計の実効電力効率を高めることができます。 
機能安全 に関する主な製品
UCC21750 アクティブ DESAT (脱飽和) 機能搭載、ミラー・クランプ内蔵、IGBT/SiC FET 向け、5.7kVrms、±10A、シングルチャネル絶縁型ゲート・ドライバ
TPS2660 アクティブ 入力逆極性保護機能内蔵、4.2V ~ 60V、150mΩ、0.1 ~ 2.23A eFuse
TPS22919 アクティブ 調整可能な出力放電機能搭載、5.5V、1.5A、90mΩ のロード・スイッチ

AC インバータと VF ドライブ 関連の各種リファレンス・デザイン

セレクションツールを使用すると、お客様のアプリケーションやパラメータに最適なリファレンス・デザインをご覧いただけます。

技術リソース

ビデオ・シリーズ
ビデオ・シリーズ
TI プレシジョン・ラボ - アイソレーション(絶縁)
絶縁に関する重要なパラメータ、認定、各タイプのデバイスの設計とトラブルシューティングの方法を学習することで、絶縁に関する専門知識を深めることができます。
アプリケーション・ノート
アプリケーション・ノート
IGBTゲート・ドライバの電源は最適化されていますか?
このアプリケーション・レポートでは、IGBT 向けゲート・ドライブ電源の理論と要件について説明します。また、絶縁要件と、IGBT ドライブの正しい電力量を計算する方法についても論じます。
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技術記事
技術記事
How to design with isolated LVDS in your industrial system
選択肢として非常に多様な絶縁型製品が存在する状況で、絶縁型 LVDS (低電圧差動信号伝送) デバイスを活用して設計を進める方法をご確認ください。
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