モータードライバICのメリット

モーターは、自動車、オートバイなどのオートモーディブ、自動ドア、監視カメラ等の産業機器、プリンタ、スキャナなどのOA機器、エアコン、冷蔵庫などの家電機器と様々なアプリで使用されます。ここではモーターの種類と特長、TIのモーター・ドライバの特長について解説します。

モーターの種類と特長

モーターは、自動車、オートバイなどのオートモーディブ、自動ドア、監視カメラ等の産業機器、プリンタ、スキャナなどのOA機器、エアコン、冷蔵庫などの家電機器と様々なアプリケーションで使用されています。
当ページでは、モーターの種類と特長、 Texas Instruments Inc(以下、TI社と表記)のモーター・ドライバの特長について解説します。

種類 ブラシ付き
DCモーター
ステッパモーター
(2相)
ブラシレス
DCモーター
ソレノイド
ノイズ ×
寿命 ×
スピード ×
価格
制御難易度 普通
アプリケーション例 おもちゃ
家電
プリンター
カメラ
ドローン
ファン
電子錠
電子弁

■ アプリケーション例

TIのモーター・ドライバとは

TI社は、ブラシ付きDCモーター、ステッパモーター、ブラシレスDCモーター、ソレノイドを制御するモーター・ドライバのラインアップを拡充しています。 TI社のモーター・ドライバは、システム・コストの低減、高信頼性の保護機能、使い易さを目的とした独自モーター技術によりユニークな機能を提供しています。 ここではその特長をご紹介しますので、TI社のモーター・ドライバに慣れ親しんでいただければと思います。

■ モーター・ドライバICを使うメリット
まず最初にモーター・ドライバを使う4つのメリットをご紹介します。

① 部品点数を削減し、基板実装面積の最小化
② マイコンなどの制御ソフトウェア負荷を軽減
③ 豊富なオンチップ保護機能
④ 簡単にモーター駆動を実現

■ ディスクリート回路例
モーター・ドライバをディスクリートで実現しようとすると、ハードウェアとしては、FET、ダイオード、抵抗、コンデンサが必要です。 更に保護回路を追加する場合、過電流保護用のフューズ、電流モニタ用のオペアンプとADコンバータ、加熱保護用の温度センサが追加で必要になり、ブラシ付きDCモーターを回すために17個もの部品を使います。 さらにソフトウェアでは、PWMの制御、デッドタイムの制御が必要になります。

■ モーター・ドライバIC(代表例)
モーター・ドライバICは、IC、コンデンサ、抵抗と計4個の部品で構築できます。 保護回路も過電流保護、加熱保護、モーター電圧監視と豊富に内蔵していて、デッドタイムもIC内部で制御しているため、ソフトウェアの作成リソース、検証リソースを削減でき、開発期間の短縮に貢献します。

■ 部品点数と面積比較
これまでに、ディスクリート回路、モーター・ドライバIC構成について説明しました。ディスクリート回路からモーター・ドライバICへ変更することで、「13点の部品点数削減」、「21%の省面積化」が可能です。

[ディスクリート構成]

番号 部品 サイズ 員数 面積
1 抵抗 1.6mm x 0.8mm 4 5.1
2 シャント抵抗 6.35mm x 3.15mm 1 20.0
3 コンデンサ 1.6mm x 0.8mm 1 1.3
4 FET 1.6mm x 0.8mm 4 5.1
5 ダイオード 1.6mm x 0.8mm 4 5.1
6 チップヒューズ 1.6mm x 0.8mm 1 1.3
7 オペアンプ 0.8mm x 0.8mm 1 0.6
8 ADC 1.5mm x 2.0mm 1 3.0
9 温度センサ 0.8mm x 0.8mm 1 0.6
[IC構成]
番号 部品 サイズ 員数 面積
1 DRV8871 6.0mm x 4.9mm 1 29.4
2 抵抗 1.6mm x 0.8mm 1 1.3
3 コンデンサ 1.6mm x 0.8mm 1 1.3

モーター・ドライバの特長

TI社のモーター・ドライバは各種モーターを制御するために必要な機能以外に、特別な機能を内蔵した特長ある製品を拡充しています。その特長の解説とその代表製品をご紹介します。

ブラシ付きDCモーター・ドライバ特長

ステッパーモーター・ドライバ特長

ソレノイドドライバ特長

TI社のモーター・ドライバラインナップ

TI社のモーター・ドライバは、「11V以下の低電圧」(バッテリーアプリ、ポータブル向け)と「12V系、24V系の中高電圧」(家電、オフィス機器、産業機器向け)に大きく分類できます。 ブラシレスDCモーター・ドライバはFETを内蔵していないゲート・ドライバのラインナップも拡充しており、中には48V系のアプリケーション向けに100V耐圧品も量産しています。

モーター種類 ブラシ付き
DCモーター
ステッパモーター
(2相)
ブラシレス
DCモーター
ソレノイド
ドライバ
代表型番
低電圧
(<11V)
DRV8837C
約25種
DRV8833
約10種
DRV10987
約10種
DRV8860
約10種
中高電圧
(12V、24V系)
DRV8871
約35種
DRV8886AT
約30種
DRV8323R
約30種
DRV8803
約15種
※2018年11月1日現在