へのへのもへじ工作室
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BD6231のスペックシートを読みこなす
モーター車用DCCデコーダを作ろうとすると、モータードライバの選定が重要になると思います。
秋月電子で扱いが始まってからBD6231がメジャーになりましたが、ちょっと値段が上がりました。ただ、これ以外のモータードライバを選定するとうまく動かない報告もあったので、もう一度BD6231のスペックシートを読み直してみます。

きになったのはこちら、
BD6231.png

普通モータドライバはHブリッジの片側をHI,もう片側をLOにドライブすることでモータに通電します(上の図では左側 入力信号Hのとき)。入力信号Lになりますと、それを両方オフ(ハイインピーダンス)にすることでPWMを実現しますが、このBD6231はHI側のFETのオフを遅らせているとのことです。

PWM出力でオンからオフに遷移した瞬間、モーターのコイルに流れる電流は、ドライブをオフにしてもコイルのインダクタンスによって流れ続けようとするので、これを片側FETと保護用ダイオードで流して駆動力に使う仕組みのようです。いわば、スイッチングレギュレータのコイルのエネルギーをフライホイールダイオードで流すようなものです。PWM周波数が高くDutyが低いときは、この仕組みがあるとスロットルと速度をよりリニアな関係に保つことができます。

なお、モータが回転しているときは、コイルに蓄積された電流が止まった後はモータが発電機となりますので、電気ブレーキがかかってしまいます。BD6231ではこのときを見計らって、HI側のFETもオフにしているのでしょう(※実際にはモーターの端子電圧が逆転するので自然に流れなくなる)。オフにした後はスタンバイ(空転)モードになり、モータに電気ブレーキをかけない動作になります。

なお、ハイインピーダンス状態がないアンプ回路でモーターをドライブしますと、これも一部の速度領域(PWM周波数が高い場合)で不自然さが残るかもしれません。中速領域でPWMオン・オフ状態のときにモーターの端子間が0Vに固定されるので力行と電気ブレーキが小刻みに繰り返している状態かもしれません。



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コメント
東芝のモータドライバ
私がよく使っている東芝のTB6643KQも同じ仕組みになってます。こちらでもモータを回したことはありますが、ちゃんと低dutyでも問題ありません。モータドライバは負荷がモータ(コイル)なので、この仕組みは必須なんですよね・・・。

サンケンの石もモータドライバなのですが・・・。
[2017/02/16 07:28] URL | Yaasan #z08DN2vY [ 編集 ]


Yaasan様

コメントありがとうございます。
モータのインダクタンスを問題にするかどうかはPWM周波数や想定しているモータにもよるのかもしれません。鉄道模型(アナログ運転)の場合は、PWMのdutyと走行速度(実際には電流なのでモーターのトルク)をリニアに変化させたいでしょうから、確認しておきたい特性ですね。
[2017/02/16 18:53] URL | へのへのもへじ #- [ 編集 ]


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