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モータ制御および駆動設計ソリューション

モータ制御および駆動

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モータ制御および駆動ソリューション

Microchip 社のモータ制御および駆動ソリューション国際エネルギー機関 (IEA) の推定によると、現在世界の全電力の約 45% を電気モータが消費しています。電気モータは洗濯機、乾燥機、冷蔵庫、自動車、ファン、ポンプ、エアコン等あらゆるものに使われており、私たちの生活を楽にしてくれます。だからこそ、電気モータの効率をできる限り高め電力消費を抑える事が重要なのです。

Microchip 社は、ブラシ付き DC モータ、ステッピング モータ、ブラシレス DC モータ、永久磁石式同期モータ、AC 誘導モータ、スイッチト リラクタンス モータ等、各種モータを制御する製品とソリューション (ハードウェアおよびソフトウェア) を提供しています。Microchip 社が無償で提供している motorBench® 開発スイートを界磁制御 (FOC) ソフトウェアのコード生成と調整に活用すると、開発期間を短縮できます。また、Microchip 社のスケーラブルなモータ制御開発ツールを使うと、デュアルモータ制御設計を含む低/高電圧システムの迅速な試作が容易になります。

Microchip 社の 8 ビットPIC® マイクロコントローラ (MCU)、dsPIC® デジタルシグナル コントローラ (DSC)、32 ビットPIC32MK および SAM MCU (Arm® Cortex®-M) シリーズは、相補波形生成器と専用タイムベースを備えた革新的なモータ制御パルス幅変調 (PWM) モジュールを内蔵しています。高性能な PIC32MK/Cortex-M4/Cortex-M7 SAM MCU と dsPIC33 DSC は、FOC、定トルク可変速等の計算量が多いアルゴリズムのリアルタイム実行を実現するための DSP エンジンを備えています。PIC32MK および SAM MCU (Cortex-M4F、-M7) は FPU(浮動小数点演算ユニット) を備えています。dsPIC33CH DSC は高性能化のために 2 つのコアを備えており、第 1 のコアをタイム クリティカルなモータ制御機能専用とし、第 2 のコアをシステム機能と通信用とする事ができます。

Microchip 社の MOSFET ゲートドライバ ファミリは、ブラシ付き DC モータ、3 相ブラシレスモータ、ステッピング モータ等の各種モータをサポートしています。これらのゲートドライバ製品は短絡、過電流、過熱に対する保護機能を備えています。ゲートドライバ製品だけでなく弊社のオペアンプ、電流検出アンプ、LDO を MCU/DSC と組み合わせて使う事で、モータ制御系全体を簡単に設計できるだけでなく基板面積を縮小し、設計プロセスを合理化し、設計リスクを低減できます。

低消費電力向けに設計された Microchip 社 FPGA モータ制御ソリューション スイートは、高性能モータ制御アプリケーションを対象としています。多軸サーボ駆動、ロボットアームの各種モータのモーション制御、航空用アクチュエータ制御等の高信頼性アプリケーションのモータ制御、電気自動車のトラクション制御、医療用機器等のアプリケーションに理想的です。この FPGA モータ制御スイートは BLDC(センサレス、ホールセンサ、エンコーダ、リゾルバ対応)、ステッピング モータ (2048 段のマイクロステップ)、誘導モータをサポートしています。

総合モータ制御ソリューション

モータ制御 IC• 低コストで優れたアーキテクチャ、

シングルコアとデュアルコアを選択可能• 8/16/32 ビット MCU、dsPIC33 DSC、

FPGA から選べるスケーラブルなファミリ• 最小 250 ps の高分解能 PWM• オペアンプとアナログ コンパレータを内

蔵する事でコストを低減• 機能安全に向けた各種ハードウェア• 3 V 品と 5 V 品を選択可能、最大 150 ℃

の動作温度、車載認定

モータ制御アルゴリズム• ACIM/BLDC/PMSM/IPM• ブラシ付き DC/ステッピング• センサ付き/センサレス制御• 界磁制御 (FOC)• 力率制御 (PFC)• 磁界弱め• ウィンドミル• 初期位置検出 (IPD)• 最大トルク/電流 (MTPA)• ストール検出と復帰• 電圧補償とトルク補償

モータ制御のエコシステム• アプリケーション ノート• ソースコード付きモータ制御ライブラリ• リファレンス デザイン • 低コスト開発ボード• motorBench 開発スイート• モデリングとシミュレーションの

サポート• モータ制御アルゴリズム チューニング

ガイド• モータ制御パラメータのリアルタイム

デバッグ• 世界中のエキスパートによるサポート

モータ制御および駆動設計ソリューション 3

ブラシ付きDCモータ

ブラシ付き DC モータ「ブラシ付き DC (BDC) モータ」の名称は、整流に「ブラシ」を使う

事に由来します。ブラシ付き DC モータの制御は簡単です。速度とトルクが印加電圧および電流に比例するからです。ロータは電機子巻線のために重く、慣性が大きいため起動/停止に大きなエネルギが必要です。ロータの巻き線で発生した熱を逃がすのは困難です。しかし、ブラシ付き DC モータは制御が簡単であるため、依然として幅広いアプリケーションで使われています。

ブラシ付き DC モータの主な特徴• 良好な制御性 : ON/OFF、比例制御• トルクは印加電流に比例• 速度は印加電圧に比例• ブラシの保守が必要• 過負荷耐性が低い

代表的なアプリケーション

ブラシ付き DC モータのアプリケーション ノートアルゴリズム アプリケーション ノート

PIC16F684 を使った低コストブラシ付き DC モータの双方向制御 AN893

ブラシ付き DC モータの基礎 AN905

タッチ インターフェイスと IR 通信を用いる DC モータ制御 AN2933

ブラシ付き DC モータの開発ツール

• 玩具• ウィンドウワイパ• ドアロック• パワーウィンドウ

• アンテナ格納装置• パワーシート• 手持ち式電動ドリル

MTS2916A デュアル フルブリッジ ブラシ付き DC/ステッピング モータドライバ評価用ボード (ADM00308)本ボードを使うと、2 つのブラシ付き DC モータを制御する MTS2916A を評価できます。また、機能が同じでピン割り当てが異なる MTS62C19A も評価できます。

ATA682x, ATA683x Gate Drivers

VBUSH Bridge

Current Feedback

Motor

MechanicalFeedback

PIC® and AVR® MCUs

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ステッピング モータ

ステッピング モータ大きな保持トルクで正確に位置を制御する必要がありますか。それにはステッピング モータが最適なソリューションです。Microchip 社のほぼ全ての MCU と DSC がステッピング モータを駆動できます。また、Microchip 社はバイポーラ ステッピング モータ駆動用の各種デュアル フルブリッジ ドライバも幅広く提供しています。これらのドライバは、あらゆる MCU と簡単に接続できます。Microchip 社の 8 ビット PIC MCU は、従来型のステッピング モータ制御に最適なソリューションです。Microchip 社の dsPIC DSC、PIC32MK、Arm Cortex-M4F およびM7 クラスの DSP 機能を備えたデバイス、先進のモータ制御周辺モジュールは、サブ マイクロステッピングを使った閉ループ ステッピング モータ制御、高速回転、フルトルク出力が必要なアプリケーションに理想的です。

代表的なアプリケーション

ステッピング モータの開発ツール

MotorPIC®, SAM

Microcontrolleror dsPIC®

Digital SignalController

VDD

I/O

I/O

I/O

I/O

VoltageRegulator

PowerSupply

MIC4468Gate Diver

Phase 1

Phase 2

I01

I12 OUT1A

OUT1B

OUT2A

OUT2B

Motor

I02

I12

Sense 1

Sense 2

PIC®, SAMMicrocontroller

or dsPIC® Digital Signal

Controller

VDD

MTS62C19A Dual H-Bridge

Stepper Motor Driver

VLOGIC VLOAD

VoltageRegulator

PowerSupply

• アイドル回転数制御• EGR(排気再循環)• ダクト空気流量調整ベーン• 電動ミラー

• テレスコピック機構• アンテナ• 玩具

dsPICDEM™ モータ制御ステッピング モータ(MCSM) 開発ボード (DM330022-1)

このボードはユニポーラおよびバイポーラ ステッピング モータを開ループおよび閉ループ (電流制御) モードで制御できます。このハードウェアは 8/6/4 線のステッピング モータ (ユニポーラ/バイポーラ) に

対応できます。一緒に提供しているソフトウェアは、フルステップ/可変マイクロステップ モードの開/閉ループでモータを駆動できます。このソフトウェアはステップコマンド、モータパラメータ、動作モードを制御するための GUI を備えています。この柔軟で低コストのボードは、dsPIC33CK モータ制御 DSC をサポートしています。

ステッピング モータ (AC300024)この Leadshine 社 製ステッピング モータは、dsPICDEM MCSM 開発ボード (DM330022-1) と組み合わせて使えます。このモータは 8 本の線を備え、ユニポーラまたはバイポーラ動作向けに構成でき、ステップ角は 1.8°です。

MTS2916A ステッピング モータドライバ評価用ボード(ADM00308)

この評価用ボードはプッシュボタン スイッチと可変速度入力ポテンショメータを実装しており、MTS2916A によるステッピング モータの制御 (フルステップ、ハーフステップ、改良型ハーフステップ、マイクロステップの各モード) を試す事ができます。

ステッピング モータのアプリケーション ノートアルゴリズム PIC16 ファミリ PIC18 ファミリ dsPIC®DSC

ファミリ

フル/ハーフステップ AN906 AN907 – AN1307

マイクロステップ – AN822 AN1307

モータ制御および駆動設計ソリューション 5

ブラシレスDCモータの制御

BLDC モータ高い信頼性、効率、出力/サイズ比のモータをお探しですか。その答えは、もちろんブラシレス DC (BLDC) モータです。BLDC モータは、トルクと速度特性の多くがブラシ付き DC モータと共通していますが、ブラシがありません。技術的には永久磁石式同期モータ (PMSM) ですが、単純な 6 ステップの矩形波形または台形整流でモータを駆動します。台形整流に適した構造のステータ巻線を使う場合もあります。

整流方法が簡単であるため、8 ビット PIC16 MCU、BLDC 専用ドライバチップの MTD650X、先進の dsPIC DSC から、非常に高度なアプリケーションのPIC32 および SAM MCU まで、幅広い Microchip 社製品を使って制御できます。アプリケーションに最適のデバイスは、設計目標の性能、コスト、効率で決まりります。BLDC モータ制御に関する弊社の総合的なエコシステムを使う事で、アプリケーション開発を迅速に立ち上げる事ができます。

代表的なアプリケーション• ABS(アンチロック ブレーキシステム)• スロットル制御• 燃料ポンプ• オイルポンプ• コードレス手持ち式電動ドリル• 電動芝刈り機• 電動自転車

BLDC のアプリケーション ノートとチューニング ガイド

アルゴリズム PIC16 ファミリ PIC18 ファミリ dsPIC®DSC ファミリ PIC32 または SAM MCU ファミリ

センサ付き 6 ステップ整流(ホールセンサ付き) AN885, AN1779, AN2049 AN899 AN957 42711A

センサ付き正弦波 – – AN1017

センサレス BEMF AN1175, AN1305, AN857 AN970 AN901,AN992

センサレス フィルタ付きBEMF(多数決検出機能付き) – – AN1160

チューニング ガイド : 多数決関数を使った逆起電力フィルタ処理によるセンサレス BLDC制御

– – AN1160

ATA684x, MCP8063, MIC460x Gate Drivers

VBUSInverter

Motor

MechanicalFeedback

CurrentSense

PIC®, SAM Cortex®-MMicrocontroller

or dsPIC®

Digital SignalController

–

+

– DAC

+

–ADC

Comparator

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永久磁石式同期モータ

永久磁石式同期モータ永久磁石式同期モータはブラシレス方式で、きわめて高い信頼性と効率を提供します。回転子が永久磁石である事から、より小さな筐体でより大きなトルクが得られ、ロータ電流は不要です。これらは全て AC 誘導モータよりも有利な点です。PMSM は出力/サイズ比が大きいため、トルク値を維持したまま設計を小型化できます。PMSM では BLDC モータ同様に整流が必要です。ただしステータ巻線の構造により、良好な性能を得るには正弦波が必要です。このため複雑な制御アルゴリズムが必要で、従って Microchip 社の dsPIC DSC と PIC32MK または SAM MCU のようなより高い性能のコントローラが理想的なソリューションを提供します。Microchip社は、センサレス界磁制御 (FOC) 等の先進の PMSM 制御ソリューションを開発するための総合的なエコシステムを提供しています。Microchip 社は表面磁石型同期モータ (SPMSM) と埋め込み磁石型同期モータ (IPMSM) のソリューションをサポートしています。

代表的なアプリケーション

FOC アルゴリズムのサポート dsPIC33 DSC 向けモータ制御ライブラリ

モータ制御ライブラリは dsPIC33 DSC 向けに最適化済みの FOC 関数ブロックを収めています。このライブラリの関数は、モータ制御アプリケーションを実装する効率的で柔軟な方法を実現する全てのアプリケーション フレームワーク向けに設計されています。このモータ制御ライブラリはスタンドアロン C コードおよびアセンブリコード版で提供しています。ライブラリの詳細とダウンロードは www.microchip.com/motor-control-library を参照してください。

このモータ制御ライブラリは弊社のアプリケーション ノートで広く使われており、弊社のモータ制御アプリケーション フレームワーク (MCAF) と motorBench 開発スイートに統合されています。

先進の FOC 機能アプリケーションに関する課題を解決しシステムの信頼性を高めるため、Microchip 社は先進の FOC 機能のサンプル ソースコードと実装例を提供しています。以下のアルゴリズムをサポートしています。

詳細は www.microchip.com/Advanced-FOC を参照してください。

motorBench 開発スイートmotorBench 開発スイートは磁界制御 (FOC) 向けソフトウェア開発用 GUI ツールであり、モータの重要パラメータの正確な計測、フィードバック制御ゲインの自動チューニング、MPLAB® X IDE プロジェクト用ソースコードの生成を行います。motorBench 開発スイートはモータ制御アプリケーション フレームワーク (MCAF) を利用しており、MCC (MPLAB Code Configurator) のプラグインとして MPLAB X IDE とシームレスに統合されます。

motorBench 開発スイートを使うと、モータの FOC アルゴリズム調整に必要な時間を短縮できます。

ATA684x, MCP8063, MIC460x Gate Drivers

VBUSInverter

Motor

PositionFeedback

Current Sense

PIC®, SAM Microcontrolleror dsPIC®

Digital SignalControllerIntegrated

Comparatorsand Programable

Gain Amplifier

EncoderInterface

PGA

DAC

-

+-

+

DAC

-

+ AC

PGA

DAC

-

+-

+

PGA-

+ADC

• エアコンおよび冷蔵庫のコンプレッサ• ダイレクト ドライブ型洗濯機• 電動パワー ステアリング• 工作機械

• トラクション コントロール• 工業用ミシン

Motor Control Application Framework

End User ApplicationmotorBench®

Development Suite

Motor Control Library

dsPIC® DSC

Motor Control Hardware

• 磁界弱め• ウィンドミル• 初期位置検出 (IPD)• ストール検出と復帰• 最大トルク/電流 (MTPA)

• ソフトストップ• 電圧補償とトルク補償• DC バス補償• 過変調• 角度追跡位相ロックループ (AT-PLL) による位置推定機能

モータ制御および駆動設計ソリューション 7

永久磁石式同期モータ

motorBench 開発スイートは以下と組み合わせて 使えます。• 低電圧モータ (最大 48 V、10 A) 用 dsPICDEM MCLV-2 開発

ボード (DM330021-2)• 高電圧モータ (85～256 V、最大 15 A) 用 dsPICDEM MCHV-3

開発ボード (DM330023-3) • dsPIC33EP256MC506 外部オペアンプ型モータ制御

PIM (MA330031-2) (最大 256 V、15 A)

詳細は www.microchip.com/motorBench を参照してください。

モータ制御アプリケーション フレームワーク (MCAF)MCAF は、dsPIC DSC でモータを制御するための Microchip 社の次世代型アプリケーション フレームワークです。MCAF は motorBench開発スイートに統合されており、ハードウェア抽象化レイヤも含めて MPLAB X IDE プロジェクト内に自動生成されます。MCAF は過変調、DC リンク電圧補償等の各種 FOC アルゴリズム機能をサポートしています。MCAF はモジュール式アーキテクチャを採用しているため、FOC アプリケーションを素早く開発できます。

FOC のシミュレーションとコード生成 MATLAB® Simulink® 向け モータ制御ライブラリ ブロックセット

このモータ制御ライブラリ ブロックセットは基本的な Simulink ブロックを多数収めています。これを使う事により dsPIC33 DSC、PIC32MK MCU、SAM E70 MCU ファミリを使ったモータ制御アプリケーションのモデルベース設計をすぐに始める事ができます。これらのブロックはリファレンス フレーム トランスフォーム、PI コントローラ、三角関数を含み、これらを Embedded Coder® と一緒に使う事で、Microchip 社

モータ制御ライブラリを利用して効率的なコードを生成できます。 詳細は www.microchip.com/simplified を参照してください。

MATLAB および Simulink 向け MPLAB デバイスブロックMPLAB デバイスブロックは、MCU とその周辺モジュールを構成する、MATLAB 用の一連の Simulink ライブラリおよびスクリプトです。Microchip 社が開発したこれらのデバイスブロックは MATLAB および Simulink 環境内にシームレスに統合されます。これらのデバイスブロックは、手作業によるコーディングの代わりに Simulink 等のツールを使った複雑なアルゴリズムの設計を可能にします。これらのデバイスブロックを使うとハイレベル シミュレーションと現実のハードウェア テストを繰り返す事ができ、ローレベル プログラミングの負担を解消できます。このデバイスブロックを使うと、dsPIC DSC とPIC32MK MCU を使った完全なモデルベース制御が可能になります。 詳細は www.microchip.com/simplified を参照してください。

Simulink 向け PMSM モータモデルPMSM モータモデル ブロックセットは、Simulink シミュレータ ツールと組み合わせて使います。これらのブロックを使うと、Microchip 社製 MCU と dsPIC DSC を使った PMSM 閉ループ制御システムのモデルを作成できます。

この PMSM モ デル は モ ー タ制 御 システム の 開 発、 テスト、 理解 を支 援します。この 無 償 の シミュレーション ブロックを使うと、実システムの挙動を確認し、また実際にテストする事が不可能または 困 難 な条 件でのシステム挙 動を調 べる事ができます。 詳細は www.microchip.com/simplified を参照してください。

Scilab および Xcos 向け X2C モータ制御ブロックセットScilab および Xcos スイートは、リアルタイム制御アプリケーションでのシミュレーション、データ解析、アルゴリズム開発のための無償のオープンソース ツールチェーンです。X2C モータ制御ブロックセットを使うと、dsPIC DSC と PIC32 MCU 向けの制御アルゴリズムのシミュレーションとコード生成が可能です。Microchip 社は、モータ制御開発に Scilab と Xcos を使うための FOC 例も提供しています。 詳細は www.microchip.com/X2C を参照してください。

PMSM のアプリケーション ノートとチューニング ガイドアルゴリズム dsPIC®DSC ファミリ PIC32 または SAM MCU ファミリ

センサ付き正弦波 AN1017 AN2757

次数低減ルーエンバーガ (Luenberger) 推定によるセンサレス デュアルシャント FOC AN2590

SMO 位置推定と磁界弱めによるセンサレス デュアルシャント FOC AN1078

SMO 位置推定と磁界弱めによるセンサレス シングルシャント FOC AN1299

SMO と PFC によるセンサレス デュアルシャント FOC AN1208

PLL 位置推定と磁界弱めによるセンサレス デュアルシャント FOC AN1292 AN2520

PLL 位置推定と PFC によるセンサレス デュアルシャント FOC AN2584

チューニング ガイド : SMO 位置推定 PMSM によるセンサレス シングルシャント FOC AN1299 チューニング ガイド

ab αβ

ClarkeTransform

abc

Inverse ClarkeTransform

outref

meas

Proportional-IntegralController with Antiwindup

angley

x

Arctangent

cossin

αβ

ParkTransform

dqdq

Inverse ParkTransform

angley

x

Sine and CosineCalculation

pwm_outabcin

Space VectorModulation

cossin

αβ

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BLDCおよびPMSM開発ツール

BLDC および PMSM 開発ツールdsPICDEM MCLV-2 開発ボード (DM330021-2)

この低電圧開発ボードは、センサ付きまたはセンサレスのブラシレス DC モータ (BLDC) と永 久 磁 石 式 同 期 モ ータ(PMSM) の制御アプリケーションの開発に最適です。このボードは dsPIC33 DSC、32 ビ ッ ト PIC32 お よ び SAM MCU をサポートしています。各ファミリ

は MCLV-2 開発ボードに接続するプラグイン モジュール(PIM)でサポートされています。また、一部の dsPIC DSC と PIC32MK MCU が内蔵するオペアンプまたは MCLV-2 ボード上の外付けオペアンプもサポートしています。このボードはオペアンプ内蔵 dsPIC33EP256MC506実 装 済 み PIM (MA330031) を 同 梱 して お り、 幅 広 い dsPIC DSC PIM もサポートしています。PIC32MK 向けには PIC32MK1024 PIM (MA320024) を 提 供 して い ま す。SAM デ バ イス で は ATSAMC21 (MA320206)、ATSAME54 (ma320207)、SAM E70 (MA320203) 等 をサポートしています。このボードは定格最大 48 V/10 A のモータを制御でき、USB、CAN、LIN、RS-232 等の各種通信チャンネルを備えています。

24 V 3 相ブラシレス DC モータ (AC300020)ホール効果センサを備えた 24 V 3 相 BLDC モータは、dsPICDEM MCLV-2 開発ボード (DM330021-2) と組み合わせて使えます。

エンコーダ搭載 24 V 3 相ブラシレス DC モータ(AC300022)

このブラシレス DC (BLDC) モータは、250 ラインのエンコーダを備え、dsPICDEM MCLV-2 開発ボード(DM330021-2) と組み合わせて使えます。

低電圧モータ制御開発セット (信号制御ボードとドライバボード) (DV330100)

この開発セットを使うと、2 つの BLDC モータ、2 つの PMSM、または 1 つずつを駆動するデュアル/シングルモータ制御を評価および開発できます。この dsPIC DSC 信号制御 ボードは、3.3 V デバイスと 5 V デバイスの両方、ヒューマン インターフェイス機能、絶縁型 USB およびUART 通信インターフェイスをサポートしています。モータ制御 10～24 V ドライバボードは各相で最大 10 A (RMS)の出力をサポートしています。

dsPICDEM MCHV-2/-3 開発ボード (DM330023-2、DM330023-3)

この高電圧開発ボードを使うと、dsPIC DSC、PIC32MK、SAM デ バ イス 向 け の各種モータ制御アプリケーションの迅速な 評 価 と開 発 が 可 能 です。MCHV は、Microchip 社 の MCU および DSC ファミリの評価をサポートするために 100 ピンPIM インターフェイスを採用しています。こ

の開発システムは BLDC モータ、PMSM、ACIM のセンサ付き/センサレス制御に対応しています。インバータからの定格連続出力電流は6.5 A (RMS)です。これは最大で約 2 kVAの電力供給を可能にします(入力が単相 208～230 V の場合)。MCHV-3 では、Microchip 社の MCUおよび DSC ファミリを評価するために電流帰還回路とゼロクロス検出インターフェイスを備えた PFC を内蔵しています。 このボードはオペアンプ内蔵 dsPIC33EP256MC506 実装済み PIM (MA330031) を同梱しています。

400 W、AC 220 V サーボモータ (AC300025)この 400 W、AC220 V ブラシレス AC サーボモータは、サーボ位置制御のために 2,500 ラインのインクリメンタル エンコーダを備えています。このモ ー タ は dsPICDEM MCHV-2/-3 (DM330023-2、DM330023-3) と組み合わせて使えます。

SAM MCU 24 V BLDC モータ制御キット(ATSAMD21BLDC24V-STK)

このキットには、ATSAMD21 MCU と組み込みデバッガを備えた 1 枚の MCU 制御ボードと、最大 DC24 V で動作するモータに対応するドライバを備えた 1 枚のドライバボードが含まれています。PCB はモータ付きのシャーシに取り付

けられており、Atmel Studio と Atmel START を実行する PC に直接接続できるため、モータ制御アプリケーションを素早く開発、デバッグできます。

モータ制御および駆動設計ソリューション 9

AC誘導モータ

AC 誘導モータAC 誘導モータ (ACIM) は、世界中で使われています。コンシューマ製品から重工業まで、あらゆる場所で使われている最も一般的なモータです。ブラシのないシンプルな設計によってきわめて高い信頼性が得られると同時に、低コストで製造できます。しかし、PMSM 等の他のモータに比べると効率で劣ります。その原因の1つがロータ巻線の発熱です。

ACIM の制御には従来開ループ電圧/周波数 (V/F) 駆動が使われてきました。この駆動方法は簡単な 8 ビット PIC MCU で実装できます。より高い効率が必要とされるアプリケーションには、界磁制御 (FOC)等の高度な制御ソリューションを適用します。それには dsPIC DSC、PIC32 MCU、SAM MCU のような高性能コントローラが必要です。

代表的なアプリケーション• エアコンおよび冷蔵庫のコンプレッサ• 家庭用電化製品• ポンプ• ブロワ• オートメーション/産業用アプリケーション• 電動工具

AC 誘導モータのアプリケーション ノートアルゴリズム PIC16 ファミリ PIC18 ファミリ dsPIC®DSC ファミリ

開ループ V/F AN887, AN889, AN955, AN967, AN1660 AN900, AN843 AN984

閉ループベクタ制御 – – AN908

PLL 位置推定によるセンサレス デュアルシャント FOC – – AN1162

PLL 位置推定と磁界弱めによるセンサレス デュアルシャント FOC – – AN1206

AC 誘導モータの開発ツール

ATA684x, MCP8063, MIC460x Gate Drivers

VBUSInverter

Motor

PositionFeedback

Current Sense

PIC®, SAM Microcontrolleror dsPIC®

Digital SignalControllerIntegrated

Comparatorsand Programable

Gain Amplifier

EncoderInterface

PGA

DAC

-

+-

+

DAC

-

+ AC

PGA

DAC

-

+-

+

PGA-

+ADC

dsPICDEM MCHV-2/-3 開発ボード (DM330023-2、DM330023-3)

こ の ボ ー ド を 使 う と、dsPIC DSC、PIC32MK、SAM デバイスを使ったモータ制御アプリケーションを迅速に評価、開発できます。このボードは、Microchip 社のMCU および DSC ファミリの評価をサポートするため PIM インターフェイスを備えています。BLDC モータ、PMSM、ACIM のセン

サ付き/センサレス制御に対応します。これは最大で約 2 kVA の電力供給を可能にします (入力が単相 208～230 V の場合)。MCHV-3 は、Microchip 社の MCU および DSC ファミリの評価をサポートするために電流帰還回路とゼロクロス検出インターフェイスを備えた PFC を内蔵しています。 このボードはオペアンプ内蔵 dsPIC33EP256MC506実装済み PIM (MA330031) を同梱しています。

AC 誘導モータ (AC300023)この小型の 3 相 AC 誘導モータは、dsPIC33 ACIM モータ制御アプリケーション ノートに基づいた dsPICDEM MCHV-2/-3 開発ボード (DM330023-2、DM330023-3)で使います。

www.microchip.com/motor10

FPGAを使ったモータ制御

FPGA を使ったモータ制御全てのモータを同期して動作させ、または複雑なタスクを実行するために相互作用させて、複数のモータを 1 つのアプリケーションで使う事は一般的です。モータ速度およびトルクの精密制御は、これら多軸モータ制御アプリケーションの多くにとって重要です。モータ/コントローラの信頼性も、安全な動作環境に不可欠です。Microchip 社の低消費電力 SmartFusion®2 SoC-FPGA を使った決定論的モータ制御ソリューションは、精密制御、性能、拡張性、信頼性、安全性に関する厳しい要件を、使いやすい環境で満たすように設計されています。Microchip 社は、モータ制御アプリケーションを素早くFPGA に実装するためにモジュール式の IP(知的財産)ポートフォリオを提供しています。この IP ポートフォリオには位置および速度推定 PIコントローラの他に FOC 用モータ制御関数ブロックも含まれます。Microchip 社は、FPGA を使ったモータ制御を開発ツール、リファレンス デザイン、キット、ソフトウェアでサポートしています。

代表的なアプリケーション

FPGA モータ制御ソリューションのエコシステムSmartFusion2 2 軸モータ制御スタータキット (SF2-MC-STARTER-KIT)

このスタータキットは、実証済みのモータ制御リファレンス デザインを評価する出発点として理想的です。このキットは、迅速な試作を可能にするパワフルで使いやすい GUI、ハードウェアおよびソフトウェア IP ブロック、完全統合型ソリューションで構成されています。このキットは Ethernet、CAN、RS485、USB 等の各種通信インターフェイスをサポートしています。モータ性能は、センサレス FOC で 100,000 RPM を超える速度でテスト済みです。FOC ループのレイテンシが小さいため(ADC 計測から PWM 生成まで 1 μ s)、最大 500 kHz のスイッチング周波数が使えます。

このキットは「ロータすべりおよび過負荷検出」、「過電流保護」等の先進の安全機能も備えています。このキットは 12～48 V の DC 入力電圧、相あたり最大 8 A の AC 電流 (モータ 1: 最大 3 相、モータ 2: 最大 4 相) をサポートしています。このソリューションには、右の表に記載したモータ制御アルゴリズム向けに実装した制御設計が含まれます。このステッピング モータ位置制御アルゴリズムは最大 2048 段のマイクロ ステッピングをサポートしています。

リファレンス デザインの特長

モータ制御ソフトウェアおよび GUISmartFusion2 モータ制御 GUI を使うと、基準速度、PI コントローラの Kp/Ki ゲイン等のパラメータを動的に調整し、デバッグ用に内部信号を表示する事ができます。 詳細は www.microchip.com/fpga-motor-control を参照してください。

SmartFusion®2 FPGA

AutomationController/Host CPU

Power Supply/Conversion

SystemControl PWM Timing

HostInterface

Arm® Cortex®-M3Processor

eNVM,eSRAM

PID ControlLoop

Power Management Transforms

Inverter Bridge.IGBTs, SiCMOSFETS

Sensors: Speed, Torque, Position A/D Conversion

Timing

• サーボ駆動• 監視カメラ• ロボット

• 産業用ドローン • 医療用ロボット • ハイブリッド/電気自動車

• リニア駆動式工作機械• 航空用アクチュエータ

モータ アルゴリズム

PMSM/BLDC

FOC センサレス

ホールセンサ付き FOC

エンコーダ付き FOC

リゾルバ付き FOC

ステッピング モータ マイクロ ステッピング• FPGA ファブリックに実装したモータ制御アルゴリズム

• 多軸モータ駆動設計への拡張性• モジュール式 IP スイートによる設計の柔軟性• 決定論的、高精度、低消費電力、高信頼性、セキュア• 堅牢なセンサレス ソリューション — 100,000 RPM 以上をサポート• システム機能を統合する事で総所有コスト (TCO) を低減• 低レイテンシ (1 μ s) の FOC ループ

モータ制御および駆動設計ソリューション 11

FPGAを使ったモータ制御

モータ制御 IP スイート (MCSOLCores-RM)Microchip 社は、決定論的多軸モータ制御アプリケーション向けにモジュール式の総合的な IP ポートフォリオおよびソリューションを提供しています。この豊富な IP ライブラリは素早く簡単に実装でき、FPGA の利点を活用できるように最適化されています。これらの IP は、FPGA 用の暗号化された設計プロジェクト (Libero® SoC)、VHDL および Verilog コードとして提供しています。モータ制御IP スイートは、SmartFusion2 2 軸モータ制御スタータキットと組み合わせて使えるように完全にテストおよび最適化されています。

FPGA を使ったモータ制御の製品概要、IP ユーザガイド、ホワイトペーパー題名 製品概要/ホワイトペーパー

『Dual-Axis Motor Control on a Single SoC FPGA』 製品概要『Low-Power, Secure, and Deterministic Multi-Axis 100+ kRPM Motor Control Solutions』 WP0201『Designing With Microchip’ s SoC FPGAs for Industrial and Motor Control Solutions』 WP0189『Motor Control Design Using SmartFusion2 and IGLOO®2 Devices』 AC445

題名 IP ユーザガイド『Sequence Controller User Guide』 UG0678

『Hall Interface User Guide』 UG0690 『Encoder Interface User Guide』 UG0659 『Open-loop Manager User Guide』 UG0658 『ADC Scaling v4.2 User Guide』 UG0657 『PWM Scaling User Guide』 UG0656 『Speed ID IQ PI Controller IP User Guide』 UG0612 『Stepper Theta Generation IP User Guide』 UG0609 『Median Filter v4.1 User Guide』 UG0845

詳細は www.microchip.com/fpga-motor-control を参照してください。

複雑なモータ制御のための推奨 FPGA特長 M2S005 M2S010 M2S025 M2S050 M2S060 M2S090 M2S150

ロジック/DSP

最大ロジック エレメント数 (4LUT + DFF) * 6,060 12,084 27,696 56,340 56,520 86,316 146,124演算ブロック (18×18) 11 22 34 72 72 84 240

セキュリティAES256、 SHA256、 RNG 各 1 個 各 1 個ECC、 PUF - 各 1 個

MSS

Cortex-M3 + 命令キャッシュ YeseNVM (KB) 128 256 512eSRAM (KB) 64eSRAM (KB) (非 SECDED) 80CAN、 10/100/1000 Ethernet、 HS USB 各 1 個マルチモード UART、SPI、I2C、タイマ 各 2 個RAM の総容量 (Kb) 191 400 592 1314 1314 2074 4488

高速

DDR コントローラ (数×幅) 1×18 2×36 1×18 1×18 2×36SERDES レーン 0 4 8 4 4 16PCIe エンドポイント 0 1 2 4ユーザ I/O 数の合計 209 233 267 377 387 425 574

グレード 温度グレード C, I, T2 C, I, M, T2 C, I, M, T2 C, I, M, T2 C, I, M, T2 C, I, M, T2 C, I, M

* ロジック エレメントの総数は DSP とメモリの使い方に応じて変わります。詳細は『SmartFusion2 Fabric UG』を参照してください。* 車載グレードは VF256、VF400、FG484、FG676、TQ144 パッケージで提供しています。

FOC Transformation IPs

PI Controller

Space Vector Modulation

Core 3 Phase PWM

Rate Limiter

Position and Speed Estimator

Encoder, HALL, Resolver I/F

Stepper Angle Generator

題名 IP ユーザガイド『Rate Limiter IP User Guide』 UG0595『BLDC Estimator v4.2 User Guide』 UG0608『FOC Transformations User Guide』 UG0607『Three-phase PWM User Guide』 UG0362『Space Vector Modulation IP User Guide』 UG0468『Sinc3 Filter v4.1 User Guide』 UG0733『Resolver Interface v4.2 User Guide』 UG0735『T-Format Interface User Guide』 UG0812

www.microchip.com/motor12

機能安全と堅牢性が要求される用途

機能安全 Microchip 社は、機能安全にシステムレベルで適合できる製品とソリューションを提供しています。これは、サポートしている規格と安全性のレベルに応じて内蔵機能、認定済みテストライブラリ、安全性マニュアル、FMEDA レポートをこれらの製品が備えている事を意味します。これらは全て機能安全規格に準拠するアプリケーションの開発を容易にし、最終製品を規格に適合させるための労力とコストを低減します。

AVR®/PIC® MCU dsPIC® DSC PIC32/SAM MCU

クラス B ライブラリ (IEC 60730) Yes Yes Yes

AutoSAR/MCAL – Yes Yes

機能安全アプリケーション ノート Yes Yes Yes

安全性マニュアル 対応可 対応可 –

FMEDA レポート – 対応可 –

安全性認定済みコンパイラ (ISO 26262 認定済み (最高で ASIL D まで)) XC8 コンパイラ XC16 コンパイラ IAR Embedded Workbench for

XC32 compiler, Arm®

コードカバレッジ ツール MPLAB® X IDE Code Coverage ツール SW006026-COV または LDRA 社等のサードパーティのツール

Microchip 社の MCU と DSC は自動車向け ISO 26262、家庭用品向け IEC 60703(クラス B 安全性準拠)、電気電子機器向け IEC 61508 の準拠に役立つ安全機能を内蔵しています。機能安全の詳細は www.microchip.com/functionalsafety を参照してください。

3 V および 5 V 動作による堅牢性の向上Microchip 社の dsPIC DSC、PIC16、PIC18、SAM Cortex-M0+ MCU には、ノイズ耐性と堅牢性を向上させるために 3 V と 5 V で動作するファミリがあります。5 V 動作デバイスを使うと、信号のダイナミック レンジが拡大し、感度を向上させる事ができます。5 V デバイスは、堅牢な動作を実現するため以下のような追加機能を備えています。• バックアップ用システム オシレータ• ウィンドウ式ウォッチドッグ タイマ (WWDT) • フォルト検出付き PWM • 最高周囲温度 150 ℃保証 • 車載アプリケーション向け AEC-Q100 グレード 0 認証

極限温度環境と AEC-Q100 認定多くのデバイスは最高 125 ℃または 150 ℃の周囲温度での動作も保証されており、AEC-Q100 グレード 0 認証を含む厳しい車載および工業用途に対応しています。アプリケーションによっては過酷環境での動作が要求されます。Microchip 社の DSC、MCU、ゲートドライバでは標準 (85 ℃)、拡張 (125 ℃)、さらに車載アプリケーション向けに高温 (150 ℃) 対応のデバイスを選択できます。dsPIC33 DSC、8 ビット PIC MCU、ゲートドライバは 150 ℃に対応する AEC-Q100 グレード 0 認証をサポートしており、特にエンジンルームへの応用に便利です。PIC32 および SAM Cortex-M MCU ファミリには車載アプリケーション向けに最高動作温度 125 ℃、AEC-Q100 グレード 1 のデバイスがあります。

温度グレード 温度レンジ 製品番号の接尾辞

標準 -40～85 ℃ I

拡張 -40～125 ℃ E

高温 -40～150 ℃ H

詳細は www.microchip.com/hightemp を参照してください。

モータ制御および駆動設計ソリューション 13

推奨製品

ブラシ付き DC モータ制御向け推奨 MCU

デバイス

ピン

数

フラ

ッシ

ュ(K

B)

SRAM

(バイ

ト)

EE(バ

イト

)

HEF

ADC

コン

パレ

ータ

CCP/

ECCP

PWM

(8

/10

ビッ

ト)

CWG/

COG

DAC

(5

/8ビ

ット

)

タイ

マ

(8/1

2/16

ビッ

ト)

CLC

SMT

NCO

PPS

EUSA

RT/

AUSA

RT

MSS

P

SPI/I

2 C

PIC16F15313 8 3.5 256 – ü5 ch、

10 ビット 2 1/0 0/4 1/0 1/0 1/0/2 4 – 1 ü 1/0 1 –

PIC16F15323 14 3.5 256 – ü11 ch、

10 ビット 2 2/0 0/4 1/0 1/0 1/0/2 4 – 1 ü 1/0 1 –

PIC16F1613 14 3.5 256 – ü8 ch、

10 ビット 2 2/0 – 1/0 0/1 4/0/1 – 2 – – – – –

PIC16F1509 20 14 512 – ü12 ch、

10 ビット 2 – 0/4 1/0 – 2/0/1 4 – 1 – 1/0 1 –

ATtiny417 24 4 256 128 – 12 ch、 10 ビット 1 3/0 4/0 – 0/1 0/1/2 1 – – ü 1/0 – 1/1

ATtiny817 24 8 256 128 – 12 ch、 10 ビット 1 3/0 4/0 – 0/1 0/1/2 1 – – ü 1/0 – 1/1

ATSAMD20 14 16 2048 – – 14 ch、 12 ビット 2 8/8 12×16

ビット – 1×12ビット 0/5/2 – – – ü 6 – 6

ブラシ付き DC モータ向け推奨ドライバ

製品番号

入力

電圧

レ

ンジ

(V)

内部

/外部

FET

出力

電流

(m

A)

制御

方式

保護

機能

動作

温度

レン

ジ(℃

)

特長

パッ

ケー

ジ

ATA6826C 7～40 内部 1000 SPI 短絡、過熱、電源障害 -40～+125 3×ハーフブリッジ出力、貫通電流防止、 超低静止電流 (2 µA 未満) SO14

ATA6831C 7～40 内部 1000 SPI 短絡、過熱、電源障害 -40～+125 3×ハーフブリッジ出力、貫通電流防止、 超低静止電流 (2 µA 未満)、PWM 入力

18 ピン 4×4 QFN

ATA6832C 7～40 内部 1000 SPI 短絡、過熱、電源障害 -40～+150 3×ハーフブリッジ出力、貫通電流防止、 超低静止電流 (2 µA 未満)、PWM 入力

18 ピン 4×4 QFN

ATA6836C 7～40 内部 650 SPI 短絡、過熱、電源障害 -40～+125 6×ハーフブリッジ出力、貫通電流防止、 超低静止電流 (2 µA 未満) SO28

ATA6838C 7～40 内部 950 SPI 短絡、過熱、電源障害 -40～+125 6×ハーフブリッジ出力、貫通電流防止、 超低静止電流 (2 µA 未満)

24 ピン 5×5 QFN

ATA6823C 7～20 外部 100 PWM, DIR

短絡、過熱、過電圧/低電圧、 チャージポンプ障害 -40～+125

デッドタイム調整、バッテリ逆接保護用 NMOS 駆動 チャージポンプ電源、LDO (3.3/5 V)、ウィンドウ式

ウォッチドッグ、LIN TRX、スリープモード (45 µA 未満) 32 ピン

7×7 QFN

ATA6824C 7～20 外部 100 PWM, DIR

短絡、過熱、過電圧/低電圧、 チャージポンプ障害 -40～+150

デッドタイム調整、バッテリ逆接保護用 NMOS 駆動 チャージポンプ電源、LDO (3.3/5 V)、

ウィンドウ式ウォッチドッグ、HV インターフェイス 32 ピン

7×7 TQFP

エントリレベル ステッピング モータ制御向け推奨 MCU

デバイス

ピン

数

フラ

ッシ

ュ(K

B)

SRAM

(バイ

ト)

EE(バ

イト

)

HEF

ADC

コン

パレ

ータ

CCP/

ECCP

PWM

(8

/10

ビッ

ト)

CWG/

COG

DAC

(5

/8ビ

ット

)

タイ

マ

(8/1

2/16

ビッ

ト)

CLC

SMT

位相

角タ

イマ

NCO

算術

演算

ア

クセ

ラレ

ータ

PPS

EUSA

RT/

AUSA

RT

MSS

P

SPI/I

2 C

PIC16F15323 14 3.5 256 – ü11 ch、

10 ビット 2 2/0 0/4 1/0 1/0 1/0/2 4 – – 1 – ü 1/0 1 –

PIC16F15355 28 14 1K – ü24 ch、

10 ビット 2 2/0 0/4 1/0 1/0 1/0/2 4 – – 1 – ü 2/0 – 2/2

PIC16F18324 14 14 512 256 – 11 ch、 10 ビット 2 4 0/2 2/0 1/0 2/0/1 4 – – 1 ü 1/0 1 2/2

PIC16F1509 20 14 512 – ü12 ch、

10 ビット 2 – 0/4 1/0 – 2/0/1 4 – – 1 – – 1/0 1 –

PIC16F1618 20 7 512 – ü12 ch、

10 ビット 2 2/0 0/2 1/0 0/1 4/0/1 2 1 1 – 1 ü 1/0 – 1

ATtiny817 24 8 256 128 – 12 ch、 10 ビット 1 3/0 4/0 – 0/1 0/1/2 1 – – – – ü 1/0 – 1/1

ATtiny1617 24 16 2048 256 – 24 ch、 10 ビット 3 3/0 4/0 – 0/3 0/1/3 1 – – – – ü 1/0 1/1

ATSAMD20 14 16 2048 – – 14 ch、 12 ビット 2 8/8 12×16

ビット – 1×12ビット 0/5/2 – – – – – ü 6/0 – 6/6

www.microchip.com/motor14

推奨製品

アドバンスト ステッピング モータ制御向け推奨高性能コントローラ

デバイスファミリ

コア

ピン

数

フラ

ッシ

ュ(K

B)

RAM

(KB)

DMA

チャ

ンネ

ル数

16ビ

ット

タイ

マ

入力

キャ

プチ

ャ/

出力

コン

ペア

/標準

PWM

モー

タ制

御

(PW

Mチ

ャン

ネル

数)

QEI

ADC

アナ

ログ

コン

パレ

ータ

オペ

アン

プ

UAR

T

SPI

I2 C PMP

RTCC

CAN

USB

2.0

パッ

ケー

ジ

温度

レン

ジ

dsPIC33EPxxxMC20x/ dsPIC33EPxxxMC50x dsPIC33E 28～64 32～512 4～48 4 5 4-IC,

4-OC 6 1 1 ADC, 6～16 ch 1 3(1) 2 2 2 – – 0/1 – SP, SO,

SS, MM I, E, H

dsPIC33EPxxxGM3x/ dsPIC33EPxxxGM6x/ dsPIC33EPxxxGM7x

dsPIC33E 44～100 128～512 16～48 4 9 8-IC, 8-OC 12 2 2 ADC,

18～49 ch 1 4(1) 4 3 2 0/1 0/1 0/2 – ML, PT, BG I, E, H

dsPIC33EVxxxGM00x/ dsPIC33EVxxxGM10x dsPIC33E 28～64 32～256 4～16 4 5 4-IC,

4-OC 6 – 1 ADC, 11～36 ch 1 4(1) 2 2 1 – – 0/1 – SO, SS, MM,

ML, PT I, E, H

dsPIC33CKxxMP10x/ dsPIC33CKxxxMP20x/ dsPIC33CKxxxMP50x

dsPIC33C 28～80 32～256 8～24 4 1 5/9-CCP 8/16 2 1 ADC, 12～24 ch 3 3 3 3 3 0/1 – 0/1(2) –

SSOP, UQFN, TQFP

I, E, H

dsPIC33CHxxxMP20x/ dsPIC33CHxxxMP50x

デュアルコアdsPIC33C 28～80 64～512 20～48 8 2 12-CCP 24 2 4 ADC,

12～18 ch 4 3 3 3 3 – – 0/1/2(2) – SSOP, UQFN, TQFP

I, E, H

PIC32MKxxxxMCFxxx MIPS32® microAptiv™ 64～100 512～1024 128～256 21 14 16-IC,

16-OC 16 6 7 ADC, 26～42 ch 5 4 6 6 Yes Yes 1 4 1 PT, MR I, E

ATSAMC20xxx/ ATSAMC21xxx CM0+ 32～100 32～256 4～32 6 8 - TC 14 – 2 ADC,

20 ch 4 – 4/8 – 1 0/2(2) – TQFP, VQFN, WLCSP

I, E

ATSAMD20xxx/ ATSAMD21xxx CM0+ 32～64 16～256 2～32 – 5 - TC 0/22 – 1 ADC,

20 ch 2 – 6 – 1 – 0/1 TQFP, QFN,

UFBGA, WLCSP

I, E

ATSAMD5xxxx/ ATSAME5xxxx CM4F 64～128 256～1024 128～256 32 8 - TC 23 1 2 ADC,

32 ch 2 – 8 – 1 0/2(2) 1QFN, TQFP,

TFBGA, WLCSP

I, E

ATSAMS7xxxx/ ATSAME7xxxx CM7 64～144 512～2048 256～384 24 12 - TC 16 4 2 ADC,

24 ch 1 – 5 3 5 – 1 2(2) 1

QFN, LQFP,

LFBGA, TFBGA, UFBGA, VFBGA

I, E

Note 1: オペアンプはコンパレータとして設定する事ができます。  2: CAN 2.0 と CAN FD の両方をサポートしています。  3: I = 産業用温度レンジ (-40～+85 ℃)、E = 拡張温度レンジ (-40～+125 ℃)、 H = 高温レンジ (-40～+150 ℃)  4: IC = 入力キャプチャ モジュール、OC = 出力コンペア PWM モジュール、CCP = キャプチャ コンペア PWM モジュール、 TC = タイマカウンタ モジュール 販売状況については正規代理店にお問い合わせください。

バイポーラ ステッピング モータ×1 または DC モータ×2 向けの推奨ドライバ

製品番号

入力

電圧

レン

ジ(V

)

内部

/外部

FET

出力

電流

(mA)

制御

方式

保護

機能

動作

温度

レン

ジ(℃

)

特長

パッ

ケー

ジ

MTS62C19A 10.0～40.0 内部 750 直接 PWM 入力、 電流制限制御、

マイクロステップ 過熱、低電圧 -40～+105

ステッピング モータ用 デュアル フルブリッジ モータドライバ、

Allegro 6219 とピン互換 24 ピン SOIC

MTS2916A 10.0～40.0 内部 750 直接 PWM 入力、 電流制限制御、

マイクロステップ 過熱、低電圧 -40～+105

ステッピング モータ用 デュアル フルブリッジ モータドライバ、

Allegro 2916 とピン互換 24 ピン SOIC

モータ制御および駆動設計ソリューション 15

エントリレベル ブラシレス DC モータ制御向け推奨マイクロコントローラ

デバイス

ピン

数

フラ

ッシ

ュ(K

B)

SRAM

(バイ

ト)

EE(バ

イト

)

HEF

ADC

コン

パレ

ータ

CCP/

ECCP

PWM

(8/1

0ビ

ット

)

CWG/

COG

DAC

(5/8

ビッ

ト)

タイ

マ(8

/12/

16ビ

ット

)

CLC

SMT

NCO

PPS

オペ

アン

プ

EUSA

RT/A

USA

RT

MSS

P

SPI/I

2 C

PIC16F15323 14 3.5 256 – ü11 ch、

10 ビット 2 2/0 0/4 1/0 1/0 1/0/2 4 – 1 ü – 1/0 1 –

PIC16F15355 28 14 1K – ü24 ch、

10 ビット 2 2/0 0/4 1/0 1/0 1/0/2 4 – 1 ü – 2/0 – 2/2

PIC16F1509 20 14 512 – ü12 ch、

10 ビット 2 – 0/4 1/0 – 2/0/1 4 – 1 – – 1/0 1 –

PIC16F1718 28 28 2K – ü17 ch、

10 ビット 2 2/0 0/2 0/1 1/1 2/0/1 4 – 1 ü 2 1/0 1 –

PIC16F18855 44 14 1K 256 – 24 ch、 10 ビット 2 5/0 0/2 3/0 1/0 3/0/4 4 2 3 ü – 1/0 – 2

ATtiny1617 24 16 2K 256 – 24 ch、 10 ビット 3 3/0 4/0 – 0/3 0/1/3 1 – – ü – 1/0 – 1/1

ATtiny3217 24 32 2K 256 – 24 ch、 10 ビット 3 3/0 4/0 – 0/3 0/1/3 1 – – ü – 1/0 – 1/1

ATSAMD20 14 16 2K – – 14 ch、 12 ビット 2 8/8 12×16 ビット – 1×12 ビット 0/5/2 – – – ü – 6/0 – 6/6

ATSAMC20 32 256 32K 4K – 2×10 ch、 12 ビット 4 10/10 10×32 ビット – 1×12 ビット 0/5/2 – – – ü – 4/0 – 4/4

エントリレベル AC 誘導モータ制御向け推奨マイクロコントローラ

デバイス

ピン

数

フラ

ッシ

ュ(K

B)

SRAM

(バイ

ト)

EE(バ

イト

)

HEF

ADC

コン

パレ

ータ

CCP/

ECCP

PWM

(8/1

0ビ

ット

)

CWG/

COG

DAC

(5/8

ビッ

ト)

タイ

マ(8

/12/

16ビ

ット

)

CLC

SMT

NCO

PPS

オペ

アン

プ

EUSA

RT/A

USA

RT

MSS

P

SPI/I

2 C

PIC16F15323 14 3.5 256 – ü11 ch、

10 ビット 2 2/0 0/4 1/0 1/0 1/0/2 4 – 1 ü – 1/0 1 –

PIC16F15355 28 14 1K – ü24 ch、

10 ビット 2 2/0 0/4 1/0 1/0 1/0/2 4 – 1 ü – 2/0 – 2/2

PIC16F1509 20 14 512 – ü12 ch、

10 ビット 2 – 0/4 1/0 – 2/0/1 4 – 1 – – 1/0 1 –

PIC16F1718 28 28 2K – ü17 ch、

10 ビット 2 2/0 0/2 0/1 1/1 2/0/1 4 – 1 ü 2 1/0 1 –

PIC16F18855 44 14 1K 256 – 24 ch、 10 ビット 2 5/0 0/2 3/0 1/0 3/0/4 4 2 3 ü – 1/0 – 2

ATtiny1617 24 16 2K 256 – 24 ch、 10 ビット 3 3/0 4/0 – 0/3 0/1/3 1 – – ü – 1/0 – 1/1

ATtiny3217 24 32 2K 256 – 24 ch、 10 ビット 3 3/0 4/0 – 0/3 0/1/3 1 – – ü – 1/0 – 1/1

ATSAMD20 14 16 2K – – 14 ch、 12 ビット 2 8/8 12×16 ビット – 1×12 ビット 0/5/2 – – – ü – 6/0 – 6/6

ATSAMC20 32 256 32K 4K – 2×10 ch、 12 ビット 4 10/10 10×32 ビット – 1×12 ビット 0/5/2 – – – ü – 4/0 – 4/4

推奨製品

www.microchip.com/motor16

推奨製品

アドバンスト ブラシレス DC モータ、PMSM、ACIM 制御向け推奨高性能コントローラ

デバイスファミリ

コア

ピン

数

フラ

ッシ

ュ(K

B)

RAM

(KB)

DMA

チャ

ンネ

ル数

16ビ

ット

タイ

マ

入力

キャ

プチ

ャ/

出力

コン

ペア

/ 標

準PW

Mモ

ータ

制御

(P

WM

チャ

ンネ

ル数

)Q

EI

ADC

アナ

ログ

コン

パレ

ータ

オペ

アン

プ

UAR

T

SPI

I2 C PMP

RTCC

CAN

USB

2.0

パッ

ケー

ジ

温度

レン

ジ

dsPIC33EPxxxMC20x/ dsPIC33EPxxxMC50x dsPIC33E 28～64 32～512 4～48 4 5 4-IC,

4-OC 6 1 1 ADC, 6～16 ch 1 3(1) 2 2 2 – – 0/1 – SP, SO,

SS, MM I, E, H

dsPIC33EPxxxGM3x/ dsPIC33EPxxxGM6x/ dsPIC33EPxxxGM7x

dsPIC33E 44～100 128～512 16～48 4 9 8-IC, 8-OC 12 2 2 ADC,

18～49 ch 1 4(1) 4 3 2 0/1 0/1 0/2 – ML, PT, BG I, E, H

dsPIC33EVxxxGM00x/ dsPIC33EVxxxGM10x dsPIC33E 28～64 32～256 4～16 4 5 4-IC,

4-OC 6 – 1 ADC, 11～36 ch 1 4(1) 2 2 1 – – 0/1 –

SO, SS, MM, ML,

PT I, E, H

dsPIC33CKxxMP10x/ dsPIC33CKxxxMP20x/ dsPIC33CKxxxMP50x

dsPIC33C 28～80 32～256 8～24 4 1 5/9-CCP 8/16 2 1 ADC, 12～24 ch 3 3 3 3 3 0/1 – 0/1(2) –

SSOP, UQFN, TQFP

I, E, H

dsPIC33CHxxxMP20x/ dsPIC33CHxxxMP50x

デュアルコアdsPIC33C 28～80 64～512 20～48 8 2 12-CCP 24 2 4 ADC,

12～18 ch 4 3 3 3 3 – – 0/1/2(2) – SSOP, UQFN, TQFP

I, E, H

PIC32MKxxxxMCFxxx MIPS32® microAptiv™ 64～100 512～1024 128～256 21 14 16-IC,

16-OC 16 6 7 ADC, 26～42 ch 5 4 6 6 Yes Yes 1 4 1 PT, MR I, E

ATSAMC20xxx/ ATSAMC21xxx CM0+ 32～100 32～256 4～32 6 8 - TC 14 – 2 ADC,

20 ch 4 – 4/8 – 1 0/2(2) – TQFP, VQFN, WLCSP

I, E

ATSAMD10xxx/ ATSAMD11xxx CM0+ 14～64 8～256 4～32 0/6 2 - TC 8 – 1 ADC,

10 ch 2 – 3 – 1 – 0/1 QFN, SOIC,

WLCSP I, E

ATSAMD20xxx/ ATSAMD21xxx CM0+ 32～64 16～256 2～32 – 5 - TC 0/22 – 1 ADC,

20 ch 2 – 6 – 1 – 0/1 TQFP, QFN,

UFBGA, WLCSP

I, E

ATSAMDA1xx CM0+ 32～64 16～64 4～8 8 5 - TC 14 – 1 ADC, 20 ch 2 – 6 – 1 – 1 TQFP,

QFN I, E

ATSAMD5xxxx/ ATSAME5xxxx CM4F 64～128 256～1024 128～256 32 8 - TC 23 1 2 ADC,

32 ch 2 – 8 – 1 0/2(2) 1QFN, TQFP,

TFBGA, WLCSP

I, E

ATSAMS7xxxx/ ATSAME7xxxx CM7 64～144 512～2048 256～384 24 12 - TC 16 4 2 ADC,

24 ch 1 – 5 3 5 – 1 2(2) 1

QFN, LQFP,

LFBGA, TFBGA, UFBGA, VFBGA

I, E

Note 1: オペアンプはコンパレータとして設定する事ができます。  2: CAN 2.0 と CAN FD の両方をサポートしています。  3: I = 産業用温度レンジ (-40～+85 ℃)、E = 拡張温度レンジ (-40～+125 ℃)、H = 高温レンジ (-40～+150 ℃)  4: IC = 入力キャプチャ モジュール、OC = 出力コンペア PWM モジュール、CCP = キャプチャ コンペア PWM モジュール、 TC = タイマカウンタ モジュール  販売状況は正規代理店にお問い合わせください。

モータ制御および駆動設計ソリューション 17

3 相ブラシレスモータ向け推奨モータドライバ

製品番号

入力

電圧

レ

ンジ

(V)

内部

/外部

FET

出力

電流

(mA)

制御

方式

モー

タ速

度出

力

保護

機能

動作

温度

レン

ジ(℃

)

特長

パッ

ケー

ジ

ATA6843 5.5～32 外部 100 直接 PWM – 短絡、過熱、過電圧/低電圧、チャージポンプ障害 -40～+125

バッテリ逆接保護用 NMOS 駆動チャージポンプ電源、 デッドタイム調整、LDO (3.3/5 V)、ウィンドウ式ウォッチドッグ、

LIN TRX、スリープモード (45 µA 未満) 48 ピン

7×7 QFN

ATA6844 5.5～32 外部 100 直接 PWM – 短絡、過熱、過電圧/低電圧、チャージポンプ障害 -40～+150

バッテリ逆接保護用 NMOS 駆動チャージポンプ電源、 デッドタイム調整、LDO (3.3/5 V)、ウィンドウ式ウォッチドッグ、

LIN TRX、スリープモード (45 µA 未満) 48 ピン

7×7 QFN

MCP8063 2.0～14.0 内部 750 センサレス 正弦波 ü

過熱、モータ固着、 過電流、過電圧 -40～+125 3 相 BLDC 180°正弦波センサレスファン モータドライバ、

過電流制限、出力スイッチング周波数 23 kHz 高温対応

8 ピン 4×4 DFN

MTD6501C 2.0～14.0 内部 800 センサレス 正弦波 ü

過熱、モータ固着、 過電流、過電圧 -30～+95 3 相 BLDC 180°正弦波センサレスファン モータドライバ、

過電流制限、出力スイッチング周波数 20 kHz 高温対応

8 ピン SOP

MTD6501D 2.0～14.0 内部 500 センサレス 正弦波 ü

過熱、モータ固着、 過電流、過電圧 -30～+95 3 相 BLDC 180°正弦波センサレスファン モータドライバ、

ブーストモード、過電流制限、出力スイッチング周波数 20 kHz 10 ピン MSOP

MTD6501G 2.0～14.0 内部 800 センサレス 正弦波 ü

過熱、モータ固着、 過電流、過電圧 -30～+95 3 相 BLDC 180°正弦波センサレスファン モータドライバ、

過電流制限、出力スイッチング周波数 23 kHz 高温対応

8 ピン SOP

MTD6502B 2.0～5.5 内部 750 センサレス 正弦波 ü

過熱、モータ固着、 過電流、過電圧 -40～+125 3 相 BLDC 正弦波センサレスファン モータドライバ、

方向制御、過電流制限、出力スイッチング周波数 30 kHz 10 ピン

3×3 TDFN

MTD6508 2.0～5.5 内部 750 センサレス 正弦波 ü

過電流、過電圧、 過熱、モータ固着 -40～+125

3 相 BLDC 正弦波センサレスファン モータドライバ、 起動強度設定、位相目標設定、モータ定数設定、

出力スイッチング周波数 30 kHz

10 ピン 3×3 UDFN、

16 ピン 4×4 UQFN

MTD6505 2.0～5.5 内部 750 センサレス 正弦波 ü

過電流、過電圧、 過熱、モータ固着 -40～+125 3 相 BLDC 正弦波センサレスファン モータドライバ、

モータ定数設定、出力スイッチング周波数 30 kHz 10 ピン

3×3 UDFN

3 相ブラシレスモータ向け推奨 MOSFET ゲートドライバ

デバイス

構成

動作

温度

レ

ンジ

(℃)

ピー

ク出

力電

流(A

)

出力

抵抗

(Rh/

Rl)

(最大

値Ω

@ 2

5 ℃

)

最大

供給

電圧

(Vdd、

Vsup

ply)

(V)

入出

力遅

延

(td1

、td

2) (n

s)

パッ

ケー

ジ

MCP14700 デュアル、非反転 -40～+125 2 2.5/2.5 5, 36 25/25 8 ピン SOIC、8 ピン 3×3 DFN

MIC4605 ハーフブリッジ、デュアルまたは PWM -40～+125 1 12 16, 85 75/75 8 ピン SOIC、10 ピン 2.5×2.5 TDFN

MIC4606 H ブリッジ、デュアルまたは PWM -40～+125 1 12 16, 85 75/75 16 ピン QFN、16 ピン 4×5 TSSOP

MIC4608 ハーフブリッジ、デュアルまたは PWM -40～+125 1 18 20, 600 600/600 14 ピン SOIC

MIC4609 3 相ブリッジ、デュアルまたは PWM -40～+125 1 18 20, 600 600/600 28 ピン SOIC

推奨製品

www.microchip.com/motor18

推奨製品

推奨オペアンプ

デバイス

パッ

ケー

ジあ

たり

の数

GBW

P (M

Hz)

Iq ty

p. (µ

A)

Vos m

ax. (

mV)

動作

電圧

(V)

特長

パッ

ケー

ジ

MCP6V31/2/4 1/2/4 0.3 23 0.008 1.8～5.5 ゼロドリフト アーキテクチャ、レールツーレール入出力 TSSOP, MSOP, TDFN, SOT, SC70

MCP6401/2/4 1/2/4 1 45 4.5 1.8～6.0 レールツーレール入出力、低動作電圧 SOIC, TSSOP, TDFN, SOT, SC70

MCP6V51 1 2 470 0.015 4.5～45 ゼロドリフト アーキテクチャ、レールツーレール出力、 高 EMI 除去比、高動作電圧 SOT, MSOP

MCP6291/2/4 1/2/4 10 1000 3.0 2.4～6.0 レールツーレール入出力 PDIP, SOIC, MSOP, TSSOP, SOT

MCP6V91/2/4 1/2/4 10 1100 0.009 2.4～5.5 ゼロドリフト アーキテクチャ、 レールツーレール入出力、高 EMI 除去比

TSSOP, MSOP, TDFN, SOT, SC70

MCP631/2/3/4/5/9 1/2/1/4/2/4 24 2500 8 2.5～5.5 レールツーレール出力、チップセレクト (一部のデバイス) SOIC, MSOP, DFN, TSSOP, QFN, SOT

推奨ハイサイド電流検出アンプ

デバイス

入力

コモ

ンモ

ード

レ

ンジ

(V)

Vos m

ax. (

µV)

Vosド

リフ

ト m

ax.

(nV/

℃)

最大

ゲイ

ン誤

差(%

)

帯域

幅(k

Hz)

Iq m

ax. (

mA)

動作

電圧

(V)

温度

レン

ジ(℃

)

特長

パッ

ケー

ジ

MCP6C02 3～65 16 85 1.6 500 0.75 2～5.5 -40～+125 双方向電流検出アンプ、高 EMI 除去比 6 ピン SOT-23

MCP6C04 3～52 30 180 1.6 500 0.84 2～5.5 -40～+125 双方向電流検出アンプ、高 EMI 除去比 6 ピン SOT-23

推奨 LDO

デバイス

最大

入力

電圧

(V)

出力

電圧

(V)

出力

電流

(mA)

接合

部温

度レ

ンジ

(℃)

動作

電流

(µA)

(typ

.)

最大

lout

での

ド

ロッ

プア

ウト

電圧

(m

V) (t

yp.)

出力

電圧

精度

(%) (

typ.

)

特長

パッ

ケー

ジ

MIC5205 2.5～16 2.5, 2.7, 2.8, 2.85, 2.9, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.6, 3.8, 4.0, 5.0, 可変 150 -40～+125 80 165 ± 1 超低ノイズ出力 5 ピン SOT-23

MCP1754 16 1.8, 2.5, 2.7, 2.8, 2.85, 3.0, 3.3, 3.6, 4.0, 5.0 150 -40～+125 50 300 ± 2 70 dB PSRR 5 ピン SOT-23、3 ピン SOT-89、

3 ピン SOT-223、 8 ピン 2×3 TDFN

モータ制御および駆動設計ソリューション 19

アプリケーション ノート

アプリケーション ノート MCU および DSC デバイスファミリ別のモータタイプ/アルゴリズム

モータタイプ アルゴリズム PIC16 ファミリ PIC18 ファミリ dsPIC®DSC ファミリ PIC32 または SAM MCU ファミリ

ステッピング モータ

フル/ハーフステップ AN906, AN907 – AN1307

マイクロステップ – AN822 AN1307

ブラシ付き DC モータ

単方向 AN905 – –

双方向 AN893 – –

サーボモータ AN532, AN696 AN696, AN3409 –

BLDC およびPMSM

センサ付き AN857, AN885, AN1779, AN2049 AN899 AN957 42711A

センサ付き正弦波 – – AN1017 AN2757

センサレス BEMF AN857, AN1175, AN1305 AN970 AN901, AN992

センサレス フィルタ付き BEMF(多数決検出機能付き) – – AN1160

次数低減ルーエンバーガ (Luenberger) 推定による センサレス デュアルシャント FOC – – – AN2590

SMO 位置推定と磁界弱めによるセンサレス デュアルシャント FOC – – AN1078

SMO と PFC によるセンサレス デュアルシャント FOC – – AN1208

PLL 位置推定と磁界弱めによるセンサレス デュアルシャント FOC – – AN1292 AN2520

PLL 位置推定と PFC によるセンサレス デュアルシャント FOC – – – AN2584

SMO 位置推定と磁界弱めによるセンサレス シングルシャント FOC – – AN1299

ACIM

開ループ V/F AN887, AN889, AN955, AN967, AN1660 AN900, AN843 AN984

閉ループベクタ制御 – – AN908

PLL 位置推定によるセンサレス デュアルシャント FOC – – AN1162

PLL 位置推定と磁界弱めによるセンサレス デュアルシャント FOC – – AN1206

その他

PFC – – AN1106

クラス B 電化製品 (IEC 60730) – AN1229 AN1229

モータ制御センサ フィードバック回路 AN894 AN894 AN894 AN894

MOSFET ドライバの選択 AN898 AN898 AN898 AN898

電流検出回路の概念と原理 AN1332 AN1332 AN1332 AN1332

www.microchip.com

サポートMicrochip 社は、お客様に短期間で効率良く製品を開発して頂けるようサポートの充実に努めています。製品とシステムのサポートを提供できる、フィールド アプリケーション エンジニアと技術サポートの世界的ネットワークを維持しています。詳細は www.microchip.com を参照してください。• 技術サポート : www.microchip.com/support• Microchip 社デバイスの無償評価サンプル :

www.microchip.com/sample• ナレッジ データベースとユーザ同士のディスカッション :

www.microchip.com/forums• 営業所と正規代理店 : www.microchip.com/sales

トレーニング追加トレーニングのご希望に応えるため、Microchip 社は詳細な技術トレーニング、参考資料、自分のペースで進められるチュートリアル、各種オンライン リソースを含む複数のリソースを提供しています。• 技術トレーニング リソースの概要 : www.microchip.com/training• MASTERs カンファレンス : www.microchip.com/masters• Developer Help ウェブサイト :

www.microchip.com/developerhelp• 技術トレーニング センター: www.microchip.com/seminars

ここに記載した情報は予告なく変更する場合があります。Microchip社の名称とロゴ、Microchipロゴ、dsPIC、MPLAB、PICは米国およびその他の国におけるMicrochip Technology Incorporatedの登録商標です。 CodeGuardとdsPICDEMは米国およびその他の国におけるMicrochip Technology Incorporatedの商標です。mTouchは米国におけるMicrochip Technology Incorporatedの登録商標です。その他の商標は各社に帰属します。© 2019 Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. 9/19 DS00000896N_JP

Microchip Technology Inc. | 2355 W. Chandler Blvd. | Chandler AZ, 85224-6199

営業所一覧

南北アメリカアトランタ、GA Tel: 678-957-9614オースティン、TX Tel: 512-257-3370ボストン、MA Tel: 774-760-0087チャンドラー、AZ (HQ) Tel: 480-792-7200シカゴ、IL Tel: 630-285-0071ダラス、TX Tel: 972-818-7423デトロイト、MI Tel: 248-848-4000ヒューストン、TX Tel: 281-894-5983インディアナポリス、IN Tel: 317-773-8323 Tel: 317-536-2380ロサンゼルス、CA Tel: 949-462-9523 Tel: 951-273-7800ローリー、NC Tel: 919-844-7510ニューヨーク、NY Tel: 631-435-6000サンノゼ、CA Tel: 408-735-9110 Tel: 408-436-4270カナダ - トロント Tel: 905-695-1980

欧州オーストリア - ヴェルス Tel: 43-7242-2244-39デンマーク - コペンハーゲン Tel: 45-4450-2828フィンランド - エスポー Tel: 358-9-4520-820フランス - パリ Tel: 33-1-69-53-63-20ドイツ - ガーヒンク Tel: 49-8931-9700ドイツ - ハーン Tel: 49-2129-3766-400ドイツ - ハイルブロン Tel: 49-7131-67-3636ドイツ - カールスルーエ Tel: 49-721-62537-0ドイツ - ミュンヘン Tel: 49-89-627-144-0ドイツ - ローゼンハイム Tel: 49-8031-354-560

欧州イスラエル - ラーナナ Tel: 972-9-744-7705イタリア - ミラノ Tel: 39-0331-742611イタリア - パドヴァ Tel: 39-049-7625286オランダ - ドリューネン Tel: 31-416-690399ノルウェー - トロンハイム Tel: 47-7289-7561ポーランド - ワルシャワ Tel: 48-22-3325737ルーマニア - ブカレスト Tel: 40-21-407-87-50スペイン - マドリッド Tel: 34-91-708-08-90スウェーデン - ヨーテボリ Tel: 46-31-704-60-40スウェーデン - ストックホルム Tel: 46-8-5090-4654イギリス - ウォーキンガム Tel: 44-118-921-5800

アジア/太平洋オーストラリア - シドニー Tel: 61-2-9868-6733中国 - 北京 Tel: 86-10-8569-7000中国 - 成都 Tel: 86-28-8665-5511中国 - 重慶 Tel: 86-23-8980-9588中国 - 東莞 Tel: 86-769-8702-9880中国 - 広州 Tel: 86-20-8755-8029中国 - 杭州 Tel: 86-571-8792-8115中国 - 香港SAR Tel: 852-2943-5100中国 - 南京 Tel: 86-25-8473-2460中国 - 青島 Tel: 86-532-8502-7355中国 - 上海 Tel: 86-21-3326-8000中国 - 瀋陽 Tel: 86-24-2334-2829中国 - 深圳 Tel: 86-755-8864-2200中国 - 蘇州Tel: 86-186-6233-1526中国 - 武漢 Tel: 86-27-5980-5300中国 - 厦門 Tel: 86-592-2388138中国 - 西安 Tel: 86-29-8833-7252

アジア/太平洋中国 - 珠海 Tel: 86-756-321-0040インド - バンガロール Tel: 91-80-3090-4444インド - ニューデリー Tel: 91-11-4160-8631インド - プネ Tel: 91-20-4121-0141日本 - 大阪 Tel: 81-6-6152-7160日本 - 東京 Tel: 81-3-6880-3770韓国 - 大邱 Tel: 82-53-744-4301韓国 - ソウル Tel: 82-2-554-7200マレーシア - クアラルンプール Tel: 60-3-7651-7906マレーシア - ペナン Tel: 60-4-227-8870フィリピン - マニラ Tel: 63-2-634-9065シンガポール Tel: 65-6334-8870台湾 - 新竹 Tel: 886-3-577-8366台湾 - 高雄 Tel: 886-7-213-7830台湾 - 台北 Tel: 886-2-2508-8600タイ - バンコク Tel: 66-2-694-1351ベトナム - ホーチミン Tel: 84-28-5448-2100

2019/05/15