LED照明の調光やモーター制御などで使える電流制限制御の裏ワザ：Q&Aで学ぶマイコン講座（76）（2/3 ページ）

マイコンユーザーのさまざまな疑問に対し、マイコンメーカーのエンジニアがお答えしていく本連載。今回は、中級者の方からよく質問される「LED照明の調光やモーター制御などで使える電流制限制御の裏ワザ」についてです。

[小谷豊（STマイクロエレクトロニクス），EDN Japan]

　効果が分かりやすい応用例として、DCモーターの電流制限制御を解説します。

電流制限制御なしの回路構成

　モーター駆動回路として、単純にPWM信号でモーター駆動用トランジスタをON／OFFし、モーターの出力制御をする回路を示します（図1）。 マイコンからのPWM出力をPWM発生等価回路としています。また、モーター駆動回路はDCモーターをモーター駆動用トランジスタでON／OFFし、モーター電流を電流検出抵抗で電流-電圧変換して検出する構成としました。

図1：モーター駆動電流制限なし等価回路図［クリックで拡大］

　電流検出抵抗は0.1Ωとしているため、実際の電流は以下の式から算出できます。

式1：モーター電流［A］＝電流検出抵抗両端電圧［V］/電流検出抵抗値0.1［Ω］＝10×電流検出抵抗両端電圧［V］

電流制限制御なしの回路動作

　電流制限なしの時は、モーター始動時にモーター電流は最大になります（図2）。モーター始動時のモーター速度は0です。モーター電流はモーターの回転数が高くなるほど低下し、電流は回転数が一定になったところで一定になります。グラフ中のモーター電流は電流検出抵抗両端電圧値のため、式1より、実際の電流値は10倍した値となります。モーター駆動トランジスタON信号は、一定のデューティ比のPWMが出力されています。

図2：モーター駆動電流制限なし［クリックで拡大］