ブラシレスモータードライバーの電流検出

導入

ブラシレス モーター システムでは、制御用に位置センサーと電流センサーが必要です。3 相ブラシレス モーターを制御するには、少なくとも 2 相電流が必要です。電流検知は、直流バスから相電流を検出することで実現できるため、ブラシレス モーターの電流制御には 1 つのセンサーで十分です。ただし、絶縁が必要な場合は、電流センサーのコストが高くなる傾向があります。一方、絶縁が不要な場合は、高精度抵抗器の電圧降下を測定することで電流を取得できるため、コストを削減できます。この後者の方法は、低コストのブラシレス モーター ドライバーで広く使用されています。

電流検出方法

低コストのシステムでは、抵抗センサーはブラシレス ドライバー プロセッサと共通グランドを共有し、追加のハードウェアを最小限に抑えます。このようなシステムでは、特に自動車の電圧のようにシステムが 12V を超える電圧で動作する場合、ブラシレス ドライバー プロセッサから取得したゲート信号を分離することが重要です。ホール効果電流センサーは、ブラシレス モーター制御における電流検知分離に最適です。

代替方法

もう 1 つの方法は、電流センサーを内蔵した MOSFET デバイスを使用して電流を検出することです。ただし、温度の影響による MOSFET の電圧降下を使用して電流を推定すると、不正確な場合があります。正確な電流制御には、この方法は適していません。

現在のフィードバックの重要性

高性能ブラシレス モーターの制御は、電流フィードバックなしではほぼ不可能です。正確なトルクと速度の制御が不要な場合は、電流フィードバック制御と電流センサーの両方を省略でき、デューティ サイクルに基づく単純なオープン ループ PWM 電圧ブラシレス ドライバーで十分です。

現在のフィードバックのない課題

しかし、電流フィードバックがない場合、電流制御を考慮せずにデューティ サイクル制御のみに依存する方法には、特に負荷トルクの変化への対応において欠点があります。負荷トルクが変化すると、ローター速度が低下し、誘導起電力が低下してステータ相電流が増加します。これは、電圧デューティ サイクルに比例してトルクのみが制御される場合は許容できます。

結論

結論として、フィードバック電流制御と非フィードバック電流制御のどちらを採用する場合でも、ブラシレス モーターに比べてインバータ デバイスの熱時定数が比較的小さいため、何らかの形式の電流制御を考慮することが不可欠です。電流制限制御などの方法を実装すると、システムの堅牢性が向上します。

終わりに

速度制御が必要なアプリケーションでは、電圧デューティ サイクルは速度調整部分のみに基づいて決定してはなりません。速度フィードバック閉ループ制御には外部速度フィードバック制御が必要であり、速度の感知または検出が重要になります。電流制限制御と組み合わせたセンサレス制御システムは、堅牢性と信頼性を提供します。