TI モータ・ドライバの選び方/おすすめ評価ボード5選 - 半導体事業

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製品ピックアップアナログ Texas Instruments

製品に動きを与える「モータ」はロボットやプリンタ等、多岐にわたるアプリケーションに使用されています。
そのモータを陰で支えるデバイス、「モータ・ドライバ」には様々な種類・機能があります。

前半はモータを使った製品開発を始めるにあたり、「モータ・ドライバをどのように選べばよいの？」という疑問をお持ちの方に向けて、選び方のポイントをご紹介します。
また後半では、弊社エンジニアが厳選した、Texas Instruments社（以下TI社）の比較的新しいおすすめモータ・ドライバ評価ボードをご紹介します。

そもそもモータ・ドライバとは？

モータ・ドライバとは、モータを駆動・制御するデバイスで、モータに流す電流量・方向・タイミング等を制御し、異常発生時にデバイスを保護します。

モータの種類は大きく分けて、

ACモータ
DCモータ（ブラシ付き/ブラシレス）
ステッピングモータ

に分類されます。

各モータの種類により駆動方法や回路が異なるため、モータに合ったモータ・ドライバを選ぶ必要があります。

モータ・ドライバの選び方

ではモータ・ドライバを選ぶには、まず何から検討すればよいでしょうか。
まず開発アプリケーション・仕様が決定すると、モータの種類、モータ・ドライバの種類が確定します。そこからモータ・ドライバの詳細な仕様条件を選んでいくと最適なデバイスを選定することができます。

モータ種類とモータ・ドライバ種類の決定

アプリケーションの仕様が決まると、3つの質問に答えるだけで簡単にモータ、モータ・ドライバの種類を決めることができます。

ACモータ
構造が簡単で丈夫なので、耐久性が必要とされる大型の装置に向いており、エレベータやポンプなどのアプリケーションに使われています。高電圧で動作するためモータ制御はモータ・ドライバではなく絶縁ゲートドライバー＋高耐圧FET（IGBT）、またはデジタルアイソレータ＋高耐圧IPMの組み合わせを使用します。今回はモータ・ドライバの選び方についてご紹介するので、以後ACモータは割愛します。

DCモータ
低電圧で動作するため小型の装置に向いており、低価格という利点があり、最も多く使われています。ただしブラシや整流子の部品が含まれるため、ノイズや回転のムラ、メカ的な劣化の問題があります。DCブラシレスモータはブラシ付DCモータと比較して起動（加速動作が必要）、速度可変（周波数＋電圧制御）、正転/逆転方法（制御順番等）は煩雑です。構造的に、ブラシと整流子の部品を含まないため、寿命・メンテナンス性・静音に優れています。

ステッピングモータ
モータに入力するパルス信号で容易に制御できるため、プリンタのヘッドやエアコンの風向き調整の部分などで使用されています。また位置情報などのフィードバック回路が不要で比較的設計も簡易です。一方、モータ停止時に励磁をしているため、発熱しやすいというデメリットもあります。

ここまででモータの種類が決まり、自動的にモータ・ドライバの種類が決まりました。

モータ・ドライバ詳細スペックの決定

実際にモータ・ドライバを選定するにあたり、どういったスペックを考慮すべきでしょうか。例えば電圧/電流の基本スペックから保護機能等、多岐にわたる項目がありますので、各モータの種類毎に以下の表に沿って確認してください。

表1. 共通項目
動作電圧範囲	______ [V]　～　______ [V]
出力電流	ピーク値　______ [A]、平均値　______ [A]
FET	内蔵　　or　　外付け
内部FETオン抵抗値	______ [mΩ]　　※FET内蔵の場合のみ
PWM周波数	______ [Hz]　　※PWM IFを使用する場合のみ
保護機能	過電流保護機能（OCP）/ サーマルシャットダウン機能（TSD）/ 低電圧ロック機能（UVLO）
パッケージ	タイプ・サイズ・ピン数

表2. モータ別項目
DCブラシ付きモータ・ドライバ	DCブラシレスモータ・ドライバ	ステッピングモータ・ドライバDC
マイコンとの接続IF PWM / PH･EN / I2C	マイコンとの接続IF PWM / SPI / Analog	マイコンとの接続IF PWM / PH･EN /SPI / INDEXER
Hブリッジ数 ______ [個]	ホールセンサフィードバック端子有　or　無	ステップ数（Full～1/256） _______ [Step]
-	カレントセンスアンプ内蔵　or　外付け	モータ種類バイポーラ　or　ユニポーラ
-	通電角制御有　or　無	-

上記の項目は「共通項目」と「モータ別項目」に分かれています。「モータ別項目」には各モータ・ドライバ固有の仕様条件が書かれています。全ての項目を漏れなく選んで頂くと、開発アプリケーション・仕様に最適なモータ・ドライバを選定できます。

また、TI社WEBサイトにて各モータ・ドライバ製品の上記スペックが一覧表で見れて瞬時に該当デバイスを選定する機能があります。こちらも是非ご活用ください。

DCブラシ付きモータ・ドライバ一覧
 DCブラシレスモータ・ドライバ一覧
 ステッピングモータ・ドライバ一覧

TI社おすすめモータ・ドライバ評価ボード5選

では、ここからおすすめモータ・ドライバの評価ボードをご紹介します。モータ・ドライバの種類毎に掲載しており、製品の特長が一目で分かるキャッチコピーを付けておりますので、ご興味のあるものを是非ご覧ください。

DCブラシ付きモータ・ドライバ

1. DRV8870EVM：小型で高効率、かつ入力電圧範囲の大きいDCブラシ付きモータ・ドライバ

幅広い入力電圧範囲：6.5～45[V]
小型パッケージ：SOP-8 4.9[mm] x 6.0[mm]
大電流：3.6[A]（ピーク値、FET内蔵）
保護機能対応：OCP、TSD、UVLO
使用アプリケーション例：プリンタ、トイレ開閉弁、その他産機機器

参考記事
すぐにブラシ付きDCモータを評価できるモータ・ドライバ評価モジュール「DRV8870EVM」

製品詳細
（TI社サイト）

購入はこちら
（Macnica-Mouserサイト）

2. DRV8837EVM：超小型で高効率、2電源供給可能なDCブラシ付きモータ・ドライバ

電池駆動可能な低電圧範囲：Vcc=1.8～7 [V]、VM=0～11 [V]
超小型PKG：WSON-8 2.0 [mm] x 2.0 [mm]
高効率：スリープモード時、100nAの消費電流
大電流：1.6 [A]（ピーク値、FET内蔵）
保護機能対応：OCP、TSD、UVLO
使用アプリケーション例：カメラ、DSLRレンズ、玩具

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（TI社サイト）

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DCブラシレスモータ・ドライバ

幅広い入力電圧範囲：6～60[V]
100%Duty可能：自励式チャージポンプ内蔵
保護機能対応：OCP、TSD、UVLOに加え、チャージポンプ電圧監視機能（CPUV）、各ゲートドライバー故障検知（GDF）
0.8～60V/600mA出力可能な電源内蔵：各制御用のDCDC内蔵
カレントセンスアンプ内蔵
使用アプリケーション例：ファン/ポンプモータ、コードレス掃除機、ロボット

※本製品の開発/評価を行うには別途MSP-EXP430F5529LPが必要です。購入はこちら。

製品詳細
（TI社サイト）

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（Macnica-Mouserサイト）

ステッピングモータ・ドライバ

4. DRV8711EVM：1/256マイクロステップ対応、入力電圧範囲の大きいステッピングモータ・プリドライバ

幅広い入力電圧範囲：8～55 [V]
マイクロステップ：Fullstep～1/256stepまでの設定が可能
保護機能対応：OCP、TSD、UVLOに加え、脱調検知機能（STALL）
マイコンによる簡単制御：INDEXERでの動作可で、PWMとの切り替えも可。AutoTuneによる簡単な電流制御、Decay制御
5V/10mA電源内蔵：制御用電源5VのLDO内蔵
使用アプリケーション例：コンベア、プリンタ、ロボット

製品詳細
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5. DRV8884EVM：1/16マイクロステップ対応、カレントセンス内蔵ステッピングモータ・ドライバ

幅広い入力電圧範囲：8～37 [V]
マイクロステップ：Fullstep～1/16stepまでの設定が可能
大電流：1.0 [A]（ピーク値、FET内蔵）
保護機能対応：OCP、TSD、UVLOに加え、チャージポンプ電圧監視機能（CPUV）
小型PKG：HTSSOP（24）7.8 [mm] x 4.4 [mm]、カレントセンス抵抗内蔵
マイコンによる簡単制御：INDEXERでの動作可で、PWMとの切り替えも可
使用アプリケーション例：スキャナー、プリンタ、セキュリティーカメラ

製品詳細
（TI社サイト）

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（Macnica-Mouserサイト）

最適なモータ・ドライバで今すぐ設計開始

いかがでしたでしょうか。今後モータを使用するアプリケーションをご開発される際には、最適なモータ・ドライバ選びに本記事の内容をご活用いただければ幸いです。
また、おすすめ評価ボードの購入をご検討の方は、TI社サイトでボードのユーザガイドをご用意しております。それらを参考に、ボードで評価をされてみてはいかがでしょうか。

お問い合わせはこちら

本記事でご紹介したTI社モータ・ドライバ製品について詳細な情報をお求めの方は、是非こちらからお問い合わせください。

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DCブラシ付きモータ・ドライバ	DCブラシレスモータ・ドライバ	ステッピングモータ・ドライバDC
マイコンとの接続IF PWM / PH･EN / I2C	マイコンとの接続IF PWM / SPI / Analog	マイコンとの接続IF PWM / PH･EN /SPI / INDEXER
Hブリッジ数 ______ [個]	ホールセンサフィードバック端子有　or　無	ステップ数（Full～1/256） _______ [Step]
-	カレントセンスアンプ内蔵　or　外付け	モータ種類バイポーラ　or　ユニポーラ
-	通電角制御有　or　無	-

そもそもモータ・ドライバとは？