モーター用の電圧のつくりかた

質問

モーター用の電圧のつくりかた

マイコンとモーターの電源を同一のリチウムポリマー電池から取ろうと思います。
入力電圧7.4Vをモーター用に3Vに降圧したいと思います。
モーターはマブチの260で、6個使う予定です。

モーター用の降圧回路って何を使うのが普通なのでしょう。

最大効率のデータを見てると3端子レギュレータでも行けそうな気がするんですが、モーターの起動電流を考えるとモータ1個に対して最大出力3V5A必用になります。
そんな大電流流せる3端子レギュレータって・・・。

さらにモーター6個なんで最大電流だけを考えると5A×6機分で30Aのキャパを確保して3V1Aの3端子レギュレータ30機並列・・・って計算になるんですがこんなんでいいんでしょうか。

それとも降圧用のなんかいい素子があるんでしょうか。

回答No.4

xpopo · ベストアンサー

>一応マブチの仕様で260は
>
>起動時(停止時）電流
>1.5V : 2.56A
>3V : 4.73A
>らしいです。
>理論値なのか実測値なのかは分かりませんが。

マブチのサイトで調べた結果（下記URL参照）ではRE=260RAには３種類の
バリエーションがあるようです。起動トルクと起動電流はSTALL（停止）の欄
にあります。こちらのほうが正確かとは思いますので参考になればと思います。

>デューティー比40.5%でも、実際かかる電圧は7.4Vの矩形波になるかと思います。
>それは問題ないのですかね。（モーターの耐久とか）
>
>それとも、コンデンサか何かで平滑化するんでしょうか。

実際は、モータの巻き線のL成分がありますので、PWM駆動してもPWM駆動波形の通りの
電流はモータには流れません。もっとも、PWM周波数があまり低いと流れてしまいますが。
モータの耐久性への影響は主にブラシとコミュテータの磨耗ですがそれほど気にするほど
の影響はありません。逆にブラシとコミュテータのクリーニング効果が若干あるようです
から好都合かと思います。

参考URL：

http://www.mabuchi-motor.co.jp/ja_JP/cat_files/re_260ra.pdf

お礼

なるほど。
コイルなんで、思っていたほど、電流は流れないみたいですね。
これならレギュレータいらないんで、ちょっと簡単になりますね。

さらにモータードライバのシートも眺めてたら出力電圧をVREFで調整できるみたいで、完全に見落としてました。（汗

改めて、モータードライバの勉強ができたんで聞いてみてよかったです。

ありがとうございました。

回答No.3

xpopo

マブチの２６０のモータの起動電流はモータ電圧３Vで５Aも流れません。
モータの仕様：
　　適正負荷(トルク)…0.98(mN・m)・10.0(g.cm)
　　適正電圧・適正負荷時の回転数　8900(r/min)
　　適正電圧・適正負荷時の消費電流　700(mA)

から電機子抵抗Raを計算すると約２．４Ωになります。起動時の起動電流ISは
したがって、モータ電圧が３Vの場合は
　　IS＝3/2.4＝1.25A　しか流れません。モータ6個並列でこの6倍の7.5A程度を
考えれば良いと思います。

それから、降圧回路ですがモータドライバにPWMを使用する予定でしたら、その
ドライバの入力電圧をバッテリーの7.4Vにして、PWMの最大Dutyを3V/7.4V×100＝40.5%
に設定してやればモータには３VDC以上印加されませんのでそうされたらいかがですか？

補足

一応マブチの仕様で260は

起動時(停止時）電流
1.5V : 2.56A
3V : 4.73A
らしいです。
理論値なのか実測値なのかは分かりませんが。

デューティー比40.5%でも、実際かかる電圧は7.4Vの矩形波になるかと思います。
それは問題ないのですかね。（モーターの耐久とか）
それとも、コンデンサか何かで平滑化するんでしょうか。

回答No.2

tadys

3端子レギュレータでは効率が悪すぎます。
モータードライバーを使ってPWM制御をするのが普通のやり方です。

モータードライバーは沢山あるので下記から探してみてください。
http://www.indexpro.co.jp/search/search-ctg.asp?dcode=100572

お礼

気になってモータードライバのシート見直してたらモータードライバを誤認識してたみたいです。
PWM制御しか頭に無かったのですが、VREFで、出力電圧変えれるんですね。

補足

当然モータードライバは使います。
説明不足ですみませんが、モータードライバへの入力電圧と捉えていただければと思います。
モーターのデータシート上のスペックが最大電圧3Vの表記のため、モータードライバへの供給電圧を3Vに降圧する素子を探しています。

その3VをベースにPWM制御する予定です。

回答No.1

KEN_2

>モーター用の降圧回路って何を使うのが普通なのでしょう。
普通に3端子レギュレーターを使います。
電流容量が不足なら、外付けTrに放熱器を取り付けます。
単品でも5Aのタイプはあります。
下記に5Aの3端子レギュレーターを紹介します。

大容量出力可変安定化電源キット ＬＭ３３８Ｔ使用 最大５Ａ
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-00096/

可変三端子レギュレーター１．２～３２Ｖ最大５Ａ　ＬＭ３３８Ｔ
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00158/

>さらにモーター6個なんで最大電流だけを考えると5A×6機分で30Aのキャパを確保して3V1Aの3端子レギュレータ30機並列・・・って計算になるんですがこんなんでいいんでしょうか。
電源容量の考えかたですが、最大電流は瞬間の最大値を考慮しますので、モーターx6個が同時に起動する訳ではないので、モーターの定格電流x6個と+起動電流5Ax2個分程度で設計します。（総合の定格電流を8Aから15Aを見込めばよいのでは・・・・）
最大電流の瞬時変化に対しては、大容量の電解コンデンサでカバーします。

「3V1Aの3端子レギュレータ30機並列・・・」これはマイコンを30機使うのでしょうか？
目的用途別に6機毎ぐらいに纏めて、別々に電源供給すれば5個ですむのではないですか。。

お礼

的確なアドバイスありがとうございます。

まず、５A流せるレギュレータがあったのですね（驚

そして大容量の電解コンデンサってのは効果ありそうですね。
3端子レギュレータとモータードライバの間に3000uFくらいの突っ込んでみようかと思います。

レギュレータ30機並列というのはモーターの電流を稼ぐためにレギュレーターの並列接続をしてみようかなと思いました。
趣味で6輪ロボを作るつもりなのですが、発進の時は6機すべて起動電流が流れるかなと思って…。

さすがにそれは多すぎるだろうとは思っていたのですが、8A～15Aというコメントもいただけて目安にさせていただきます。

とりあえずＬＭ３３８Ｔで、設計してみたいと思います。

ありがとうございます。