ブラシモータPWM駆動回路における環流経路の検討: StampFlyモータドライバ回路の解析

伊藤, 恒平; 秋田, 純一

doi:10.51094/jxiv.4666

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伊藤, 恒平金沢工業大学 https://researchmap.jp/read0140819
秋田, 純一金沢大学 https://researchmap.jp/akita11

DOI:

https://doi.org/10.51094/jxiv.4666

キーワード:

ブラシモータ、 PWM駆動、スナバ回路、環流回路、ドローン

抄録

PWM駆動のブラシ付きモータでは、EMI抑制のためモータ両端にバイパスコンデンサを並列接続することが一般的である。本論文では、2段Fosterモデルを用いた電気機械連成シミュレーションにより、特定の設計条件下において、このコンデンサが還流経路として機能し、別途の還流ダイオードを省略できることを示す。モデルの妥当性は、PWMデューティ10%、50%、70%におけるモータ電流波形の実測値により検証した。100 nFの構成では電圧的な安全性は確保されるものの、OFF期間に逆方向電流が発生する。この逆方向電流は、マイコンのPWM分解能を損なうPWM周波数の引き上げによらず、コンデンサ容量を設計変数として用いることで抑制可能である。推奨値である470 nF～1 μFを用いると、立ち上がり時間が26%短縮され、動作点近傍におけるゲインの線形性が改善されることがシミュレーションにより予測される。事例研究として、StampFlyドローンのモータドライバを取り上げる。

利益相反に関する開示

本論文に関して，開示すべき利益相反はない。

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ブラシモータPWM駆動回路における環流経路の検討

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