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モーター駆動

ヘッド駆動用のモーター制御回路と安全動作用の電流センサー回路例

回路解説

ヘッド駆動用のモーター制御回路と安全動作用の電流センサー回路例

モーター回路ソリューションは電動歯ブラシのブラッシング性能向上に重要な要素の一つです。所望のブラッシングに合わせてモーター制御をしなければならず、リアルタイムでモーターの回転数が変化していきます。モーター駆動にはモータードライバーやMOSFETが用いられますが、変化する回転数に対して電力損失無く駆動させることが理想です。また、この変化をMCUで制御するためにはモーター巻線に流れる電流レベルを常にモニターしなければなりません。その結果はアナログ信号であり、ADコンバーターを通じてデジタル信号に変換し、MCUに信号を供給し、制御されたモーターがどれだけの電流が流れているかを正確に判断します。モーター電流はシャント抵抗でモニターする方法が一般的で、シャント抵抗は回路に直列に接続しオームの法則を利用して電流-電圧変換を行いますが、システム全体の効率を考えた場合にその抵抗値は限りなく低くなければならず、電圧としてはわずかなものとなります。このわずかな電圧をMCUへフィードバックし、システム全体の最適制御を行っています。

金属とn型半導体のショットキー接合を使用したショットキーバリアダイオードは、非常に小さいVF特性をもち、ホールをキャリアとして使わないため高速動作が可能です。この特性を利用し、モーターの逆起電力を短時間でショートさせてエネルギーを消費させ、ドライバー回路に逆電圧がかからないようにします。

製品名

パッケージ名称
(幅×長さ×高さ mm)

製品概要

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CUHS20F30

US2H
(2.5×1.4×0.60)

Schottky Barrier Diode, VR=30V, IO=2A, VF=0.35V (Typ.) (@IF=1A)

CUHS20F40

US2H
(2.5×1.4×0.60)

Schottky Barrier Diode, VR=40V, IO=2A, VF=0.39V (Typ.) (@IF=1A)

モーター駆動における急峻な電流変動において安定的に駆動を維持するための低オン抵抗MOSFETをラインアップし、電力利用効率向上に貢献します。

製品名

パッケージ名称
(幅×長さ×高さ mm)

製品概要

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SSM3J338R

SOT-23F
(2.9×2.4×0.8)

P-ch, VDSS=-12V, ID=-6.0A, RDS(ON)=20.2mΩ (Max) (VGS=-4.5V)

SSM3K324R

SOT-23F
(2.9×2.4×0.8)

N-ch, VDSS=30V, ID=4.0A, RDS(ON)=56mΩ (Max) (@VGS=4.5V)

SSM3K35AMFV

VESM
(1.2×1.2×0.5)

N-ch, VDSS=20V, ID=250mA, RDS(ON)=1.1Ω (Max) (@VGS=4.5V)

超低ノイズオペアンプを使用することで、より大きな信号レベルに増幅しセンシングされた信号をMCUに正確に伝え、シャント抵抗との組み合わせにより機器の最適制御、異常検知ならびにバッテリーの保護回路が実現できます。

製品名

パッケージ名称
(幅×長さ×高さ mm)

製品概要

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TC75S67TU

UFV
(2.0×2.1×0.7)

Ultra Low Noise Operational Amplifier, VNI=6nV/√Hz (Typ.) (VDD=2.5V, f=1kHz)

その他の回路解説

電源供給

その他のブロック図

モーター制御部(2)
ヘッド振動用のモーター制御回路例(2)

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