制御機能を統合した BLDC ドライバ

3 相 BLDC モーターに適したさまざまな種類の整流方法を比較する場合、モーターの構造、アプリケーションの種類、性能のニーズ、設計の複雑さなど、システム レベルの検討事項がいくつも存在します。このビデオと以下のタブをご覧になり、BLDC のいくつかの制御方式や、それぞれの利点とトレードオフの詳細をご確認ください。

台形波整流には、シンプル、低コスト、信頼性という特長があり、一般的に採用されています。正弦波制御や磁界方向制御 (FOC) に比べて、実装が最も簡単な整流方式です。シンプルであり、特に制御アルゴリズムに要する処理能力の点で、設計時間の短縮とコスト削減に役立ちます。

特性：

• 低コスト
• シンプルな実装
• 必要な処理能力が少ない
• 高速アプリケーションへの適性
• 電気ノイズと音響ノイズが大きい
• トルク リップルが大きい

正弦波 BLDC モーターの場合、各相に対応する巻線が、正弦波の逆起電力電圧 (BEMF) を生成します。正弦波制御には、低ノイズ、滑らか、効率的なモーター性能という特長があり、速度アプリケーションで採用することがあります。

特性：

• 超低ノイズ
• 高効率
• トルク リップルが小さい
• ゼロ交差ウィンドウ (期間) がないため、BEMF (逆起電力) の直接測定は不可能
• 台形波制御に比べてスイッチング損失が大きい
• 複雑度が高い

FOC (フィールド オリエンテッド コントロール：磁界方向制御) を使用すると、最小クラスの可聴ノイズ、最高クラスのモーター効率、高速なモーター速度を実現できます。モーターの相電流と回転子の位置に関するリアルタイム計算を活用し、回転子の各位置で最大のトルクを印加することができます。

特性：

• 最大クラスのトルクとモーター効率
• 最小クラスの可聴ノイズとトルク リップル
• 高速なモーター速度 + 弱め界磁
• 高いスイッチング周波数
• マイコンを必要とする複雑な制御方式とリアルタイム計算機能

センサレス制御アプリケーションでは、固定子を基準として回転子の実際の位置を判定するためにセンサを使用します。トルク、速度、位置制御の各アプリケーションでセンサを使用できます。複数のセンサを使用する主な利点は、複雑度が低く、実装が容易なソリューションであることです。その結果、低速時や休止時であっても、モーターの位置をすぐに把握できます。

特性：

• 複雑度が低い
• 位置が直ちに把握可能
• 通常は低分解能
• 基板またはモーターの面積が大きい

センサレス制御を使用すると、逆起電力のゼロ交差を測定する方法や、整流中に生成される逆起電力を計算する方法を使用して、外部センサが不要になる可能性があります。通常、センサレス制御を使用するのは速度アプリケーションです。一定の速度で回転しているとき、モーターは十分な逆起電力を生成するからです。

特性：

• センサを使用せず、基板面積を節減
• センサ故障のリスクを排除
• 追加のシグナル チェーンと計算が必須