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ボイスコイルモータ制御例

ボイスコイルモータ(VCM)の微少推力制御

ボイスコイルモータ(VCM)の微少推力制御
電流ループを構成する出力段の出力方式によって、左図に示されるようにゼロクロスのところで、クロスオーバー歪みが発生する方式と、発生しない方式がある。
一般的に歪みが発生する方式は100%PWM方式と言われ、発生しない方式を50%PWMと言われる。
歪みが発生する方式は制御が簡単で、通常の回転モータ制御では問題なく使用できるが、VCMなど電流制御で微細な制御が必要な場合、歪みの無い方式が選択される

50%PWMと100%PWM方式
下図に50%PWM方式と100%PWM方式の原理を示す。
50%PWM方式は入力信号の正負にかかわらず、出力信号を直接フィードバックし、入力信号と比較し、1で示される方向と2で示される方向の、電流の量を増減する。
入力の信号の極性に関わらず出力するので、基本的にゼロ近傍でも連続な信号として扱われる。
100%PWM方式は入力信号の正負によって、上側のMOSFETのどちらか(1か2)を常時オフにして、
反対側のMOSFETの上側(1-1、2-1)か下側(1-2、2-2)をオンにすることで上側と下側のオン時間のバランスで出力を構成する。
従って、入力信号のオフセットなどの影響でゼロ付近にどうしても不感帯が生じてしまう。
この不感帯の存在によって、ゼロ近傍での歪みを生じてしまう。
Copley社のサーボアンプは50%PWM方式を採用、ゼロ近傍での歪みが無いように設計されているため、VCMのように微少推力での連続特性を重要視するアプリケーションには最適である。

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