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ブラシレスモータドライバの設計事例(回路ブロック編)

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電源回路の設計と部品選定

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ブラシレスモータドライバの設計事例

(回路ブロック編)

電源回路部品の選定

実動作、性能検証も終えて完成した電源回路ブロックのschematic図を示します。

具体的な構成部品の選定
●入力コネクタ:CN1 JST製 PHコネクタ(2mmピッチ)

 電気的な性能(絶縁性能、電流容量)に配慮しながら  できるだけ小型なコネクタを選定しました。

 

電源コネクタ(2線)は、トップアングルタイプにします。  サイド型だと基板サイドに配線がはみ出してしまい小型化の意味がない点と  エンドユーザが、マシン筐体に基板をネジ固定した後で  横にコネクタ抜き差しするスペースが必要になるので使いにくい為です。

 

コネクタ端子の電流容量は、モータ電源も兼ねるので2A定格を想定しています。

●VCC5V電源:U6 NJM78L05UA(SOT-89)
 

電力効率(排熱)を考えるとスイッチングレギュレータの方が良いが、  出来るだけ外付け部品を増やしたくないことと、  高S/N比と安定したレギュレーション特性が欲しかったので  3端子リニアレギュレータを選びました。

 

パッケージも出来るだけ小さく、かつ取付け高さの低いもので、  実装パターンも実績のある点に配慮し標準的な部品を選定。

 

汎用品で互換製品のあることにも配慮しました。

 

最終的に試作時の部品調達の容易さと単価にも考慮して  メーカ、型番を選んだ。

●VDD3.3V電源:U7 TA48L03F(SOT-89)
 

5V系と同様の理由で3端子リニアレギュレータにした。

●入力電源部部バイパスコンデンサ:
C1:ケミコン10uF 耐圧≧50V(1210)
C2:ケミコン10uF 耐圧≧50V(1210)
 
電圧に注意してコンデンサの耐圧に注意する。
実装面積と部品単価、調達性にも配慮する。
●5V,3.3V小信号電源部バイパスコンデンサ:
C3:積層セラミック0.1uF 耐圧≧16V(0402)
C4:積層セラミック0.1uF 耐圧≧16V(0402)
入力電源部部バイパスコンデンサの選定理由に同じ
●電源ランプ:D3 LED Green(1608)

正常に電源が入っているか否か目視できる様にLEDを搭載します。 最終変換後の3.3Vを駆動電源とし、 電流制限抵抗R1:100ΩでIF≒10mA程度を想定。

 

サイズは、単価、入手性にも配慮して標準的なサイズの1608としました。

●保護素子(ツェナーダイオード):D1 VZ=27V(SOD-323)
 

VM入力電源電圧の最大24Vに電源バラツキと  モータ駆動時の回生ノイズなどに配慮して27V以上を吸収する値としている。

 

もっと大型のインバータモータや  高電圧駆動で使用するケースでは、  ツェナーダイオードでは、保護し切れない場合も多い。  必要に応じて電流フューズ、バリスタやサージ吸収部品を付加する必要があります。

【関連ページ】 マイコン/4ビットマイコン