4 電動モーター ドライブで信頼性の高い検出と保護を実現

モーター ドライブ回路の損傷を防止するために、設計者は複数のレベルで信頼性の高い検出と保護を実現する必要があります。IGBT などのパワー スイッチング トランジスタは、耐用時間が比較的短く (10µs 未満)、過度の電流によって急速に過熱し、損傷を受ける可能性があります。

電流制限ヒューズとサーキット ブレーカは過電流保護に優れていますが、応答時間が遅く、ユーザーの介入が必要です。多くの場合、障害発生時に保護を行う最後の手段になります。

これらの障害条件を検出してモーター ドライブを迅速に保護するために、モーター ドライブ内の重要な電気経路で電流と電圧を検出するソリューションがあります。測定された電流と電圧は、パワー スイッチング トランジスタやサーキット ブレーカなどのハイサイド電源回路を制御するホスト マイコンによって受信されます。過電流や過電圧フォルトを抑制するために、ホスト マイコンは電源をオフにするか、パワー トランジスタのスイッチング特性を変更するか、サーキット ブレーカをトリップします。

図 5 に、短絡電流、過電流、低電流、過電圧、低電圧、過熱フォルト検出シナリオにおけるテキサス・インスツルメンツ (TI) の AMC23C14 低レイテンシ強化絶縁型コンパレータ ファミリを示します。これらのデバイスには、調整可能なコンパレータ スレッショルド機能が組み込まれており、電源用のハイサイド ロードロップアウト レギュレータが含まれており、8 ピンのスモール アウトライン IC パッケージでサブ 0.5µs の応答時間を実現しています。

次に、電動モーター ドライブで使用する AMC23C14 絶縁型コンパレータ ファミリのいくつかの使用事例を確認します。