Nuvoton Technology：ブラシレス DC モータードライバー IC - ヌヴォトンテクノロジー

製品概要

Nuvoton 社のブラシレス DC モータードライバー IC は、3つの特長のあるオリジナル技術によって、さまざまな要求仕様のモーター駆動に貢献いたします。これらの技術を活用することで、モーターの高効率駆動、長寿命、高耐圧へ対応し、さらには小型、低振動、低騒音を実現します。

・3つのオリジナル技術

・高耐圧への対応 (48V)

・製品ラインアップ

・ピックアップ製品：KA44370A（高効率/高耐圧/小型化/低振動・低騒音を目指して）

3つのオリジナル技術

技術コンセプト

モータードライバー IC による DC モーターの効率化を実現するためには、少ない電流でモータートルクをいかに発生させるかが重要になります。そのためには、さまざまな環境下でも BEMF（逆起電力）とモーター電流位相を常に自動で一致させる技術が重要である、という思想のもとに製品開発を進めています。

以下の3つのモーター制御技術により高効率、長寿命、小型化、低振動・低騒音を実現しています。

技術1：APC (Auto Phase Control)

Nuvoton 社の ”APC” 技術は、高効率駆動を実現するための、独自技術になります。IC がモーター電流位相を常に監視し、モーター電流位相を自動調整し最適化します。

この技術を活用することで、以下のメリットを享受することができます。

どんなモーターでもパラメーター調整不要　➡　高効率、長寿命なモーター駆動を実現

二相半波から単相全波駆動へ

”二相半波”を使用すると回路構成を単純化できるというメリットがありますが、電源の変換効率が 50％以下になるというデメリットもあります。そこで、低消費電力化を実現するために、”単相全波”によるモーターの駆動方式がおすすめです。APC 機能搭載の Nuvoton 社のドライバー IC を使用すると、容易に単相全波へ移行を進めることができます。

技術2：APRaS (Advanced Phase & Rapid Softswitch)

Nuvoton 社の ”APRaS” 技術は、モーターの高速回転（～10万回転）を効率よく実現するための独自技術になります。高速回転時のモーター電流位相・波形を最適化します。

この技術を活用することで、以下のメリットを享受することができます。

簡単設定でモーター回転数をアップすることが可能　➡　モーターの高風量化に貢献

技術3：A2PRaS (Advanced Auto Phase & Rapid Softswitch)

Nuvoton 社の ”A2PRaS” 技術は、モーターの高速・高効率駆動を実現するための、独自技術になります。全回転領域でモーター電流波形を最適化します。

この技術を活用することで、以下のメリットを享受することができます。

モータートルク変動が課題となる高速・高出力モーターで電流波形を自動的に最適化　➡　低消費電力、低振動化を実現

高耐圧への対応 (48V)

最近の傾向として、データセンター/サーバー向け冷却ファンやポンプ、車載向け小型モーターなどで、高耐圧（48V以上）なモータードライバー IC の要求が増えてきています。これは、48V 系の電源からモータードライバー IC を直接駆動させることで、部品の削減（電源 IC や高耐圧外付け部品など）や、高効率を実現することができます。このような要求を実現できる製品は、”KA44370A” があり、メリットは下記です。

　・電源電圧 12V、24V、48V を直接入力可能
　・小型パッケージ (4x4mm)、外付け部品削減により、小型化が可能
　・A2PRaS 技術により、低振動・高効率が可能

製品ラインアップ

Nuvoton 社のブラシレス DC モータードライバー IC は、利便性を高めるために、以下のような製品ラインアップがあります。各種評価ボードおよびドキュメント類を提供しています。また、サンプルデバイスの手配も可能です。また、基本技術を活用して、今後も新しいラインアップの拡充を進めていきます。

	KA44370A	KA44171A	KA44170A	KA44169AB	KA44169A	KA44168A	KA44143A
構成	MOSFET 外付け		MOSFET 内蔵
位相	単相						三相
パッケージ	HQFN-32 4x4mm	HQFN-20 3x3mm	TSSOP-14 5x6.4mm			MSOP-8 3x4.9mm	HQFN-24 4x4mm
定格電圧	100V	39V	36V			35V	28V
定格電流	±100mA	±30mA	1.6A	1.4A		1.0A	2.2A
オン抵抗 (上側+下側)	-		1.25Ω	1.6Ω			1.0Ω
ホールセンサー	1センサー
位相制御技術	A2PRaS	APRaS	APC
入力	PWM/VSP		PWM	VSP	PWM	-	PWM/VSP
出力	FG/LD		FG/LD	FG	FG/LD	FG	FG/LD
特長	High Speed (～120Krpm)	High Speed (～100Krpm)	High Speed (～15Krpm)	汎用性		小型ドライバー	1ホール低騒音ドライバー
リリース状況	新製品 MP	MP
評価ボード	KE-KA44370A KE-K44370USB	KE-KA44171A	KE-KA44170A	KE-KA44169AB	KE-KA44169A	KE-KA44168A	KE-KA44143A KU-KA44143A

ピックアップ製品：KA44370A（高効率/高耐圧/小型化/低振動・低騒音を目指して）

製品概要

Nuvoton 社は、 48V ダイレクト駆動が可能な ”KA44370A” があります。KA44370A は、単相モーター駆動用ゲートドライバー IC です。外付けパワー MOSFET を 48V でダイレクトに駆動できる出力段を、4mm x 4mm の小型 QFN パッケージに搭載することで、48V でありながら小型モーターへの搭載を可能にします。この ”KA44370A” は、A2PRaS 技術を搭載し、独自の電流フィードバック制御技術により、高速回転/高効率駆動を可能にしました。下図が、”KA44370A” を使ったモーター駆動構成図です。

KA44370A モーター駆動構成図（Nuvoton 社提供）

”KA44370A” を使うことで、以下のメリットを享受でき、従来技術と比較した効果を下図に示しています。
　・低消費電力：従来技術と比較して 28% の消費電力
　・低振動/低騒音：従来技術と比較して 20dB 低減振動
　・安定起動：従来技術と比較して 2倍の逆回転からの起動など厳しい条件からの起動が可能

Nuvoton 社提供

製品特長

推奨電源電圧範囲： 8.0V ～ 76 V（絶対最大定格：100V）
外付け Nch + Nch パワー MOSFET 対応
進角機能、ソフトスイッチング機能により、高効率、低振動モーター駆動を実現
内蔵メモリー書込みにより、さまざまなパラメーター設定が可能（速度フィードバック制御、進角、モーターロック保護時間など）
PWM / DC 入力による速度制御に対応
FG（回転数信号）/ LD（モータロック検知）出力機能
各種保護機能により高い安全性を実現（VCC 減電圧保護 (UVLO)、過熱保護、モーター出力電流制限、モーターロック保護）
QFN：4.0mm×4.0mm 32pin（0.4mm ピッチ）

対象アプリケーション

サーバー、基地局、産業、家電分野の単相 FAN モーター

評価キット / 評価ボード

■ KE-K44370USB：評価キット

KE-K44370USB は、評価ボード (KE-KA44370A) と　PC と USB で接続をおこなうインターフェースボードをセットにした評価キットになります。PC上のGUIも提供しており、これを使用することで KA44370A の各種設定が可能になり、モーター評価および開発を強力にサポートします。