高度なロボットアプリケーション向けの電力コンバータは、大きく分けて2つのグループに分けられます。1つは、主にバッテリー駆動のドローン、自律誘導車両 (AGV)、自律移動ロボット (AMR) などの移動ロボット (Mobot) で、もう1つは、通常は主電源で駆動するロボット アーム、リニア アセンブリ ロボット、協働ロボット (Cobot) などの固定設置ロボットです。
ほぼすべてのロボットは、車輪、アクチュエータ、またはグリッパ機構を操作するためにブラシレス (BLDC) またはステッピング モーターのDCドライブを使用しているため、移動ロボットの場合はDC/DCコンバータ、固定ロボットの場合はAC/DCコンバータが必須の電源ユニット要件となります。
ほぼすべてのロボットは、車輪、アクチュエータ、またはグリッパ機構を操作するためにブラシレス (BLDC) またはステッピング モーターのDCドライブを使用しているため、移動ロボットの場合はDC/DCコンバータ、固定ロボットの場合はAC/DCコンバータが必須の電源ユニット要件となります。
一部の大型移動ロボット、特に倉庫輸送や空港、建設現場、軍事用途などのオフロード環境で使用されるロボットには、オンボードコンバータを介して供給されるオンボード電子機器に電力を供給するための高電圧牽引バッテリーと低電圧バッテリー（12Vまたは24V）の2つのバッテリーシステムが搭載されます。
移動ロボット用のボードマウントDC/DCコンバータは、コンパクト、軽量 (特にドローンの場合)、堅牢である必要があります。固定ロボット用のAC/DCコンバーターには、ユニバーサル入力電圧、高電力密度、ファンレス動作が可能なことが必要です。
これらすべての変数により、電源要件は広範囲にわたります。
ロボットアプリケーションにおけるDC/DCコンバータ
蓄えられたバッテリーエネルギーをできるだけ多く利用するには、広い入力電圧範囲が必要です。たとえば、48Vのリチウムイオン バッテリーには、公称入力電圧範囲が20V ～ 60Vでありながら、短い100Vの過渡電圧を処理できるDC/DCコンバーターが必要です。
多くのバッテリーの化学的性質、特にリチウムイオンは、深放電によって回復不能な損傷を受ける可能性があるため、電圧が低すぎる場合に自動的に電源を切断する低電圧ロックアウト (UVLO) を内蔵したDC/DCコンバーターが役立ちます。
Mobotsには通常、ロボットの移動に必要な電力を供給できる高電圧のトラクション モーター バッテリーが搭載されていますが、すべてのセンサー、カメラ、通信インターフェイス、およびモーション ディテクターに電力を供給するには、より低電圧のバス (通常は5V) が必要です。システムの耐障害性を最大限に高めるには、複数の低電力DC/DCコンバータを使用して、各サブシステムに個別に電力を供給するのが一般的です。各DC/DCコンバータは、コンパクトで軽量であり、継続的に短絡に耐えられる必要があり、正しい電源投入/電源切断シーケンスを可能にするための有効化/無効化制御を備えている必要があります。
DCモーターは、通常の動作電流に比べて停止電流が非常に高くなりますが、急加速時には高いピーク電流が必要になる場合もあります。電源装置は、これらの高いピーク電流と、ブレーキ時にモーターによって生成される大きな逆起電力電圧に対処でき、さらに短絡または長時間の停止状態中に負荷を安全に切断してモーター巻線の過熱を防ぐ必要があります。たとえば、RPMGS-20の定格は240Wですが、過負荷保護が作動するまでの短時間 (数秒) に480Wを供給できます。
降圧/昇圧DC/DCコンバータ (出力電圧が入力電圧より低い、高い、または同じになる) を使用すると、可変バッテリ電圧を固定電源電圧に安定させ、モータ性能がバッテリ充電に依存しないようにすることができます。たとえば、48Vのリチウムイオン バッテリーは、フル充電後に53Vを供給し、ほぼゼロの状態で43Vを供給します。RBBA3000は、バッテリーの全充電範囲にわたって固定の48V出力を提供するようにプログラムできます。
協働ロボットは人間と一緒に使用されるように設計されており、重いものを持ち上げたり、複雑な組み立て工程で小さな部品を選択して提示したりするのを助けます。協働ロボットは、力覚センサー、カメラベースの仮想境界、AI音声起動制御など、さまざまなテクノロジーを使用して、人間と同じ物理空間を安全に共有できるようにします。協働ロボットは通常、主電源で動作しますが、分散電源アーキテクチャを使用して、独立した単一出力またはデュアル出力DC/DCコンバータからこれらすべての異なるサブシステムに電力を供給し、システムの安全性を高め、フェイルセーフの安全な動作を保証します。
オンボード コンバータは、移動可能であり、Mobot自体と同じ過酷な環境条件 (強い衝撃や振動、湿気や水気のある環境や汚れた環境での使用、特別な移動機器の安全規制への準拠など) にさらされるため、DC/DCコンバータの特別なカテゴリに分類されます。さらに、異なる牽引バッテリー パックから電力が供給されるため、広い入力電圧と調整可能な出力電流制限が役立ちます。
ロボット工学アプリケーションに適した厳選されたRECOM製品:
| 一部 | 力 | タイプ | 入力 | 出力 | モボット | ロボット | 協働ロボット |
| RP10-RAW | 10W | 孤立した | 36～160VDC | 3.3 – 24V / ± 5V – ± 15V | x | x | x |
| RPMC-1.5 1.5インチ | 36W | バックDC | 最大60VDC | 3.3 – 24V @ 1.5A | x | x | |
| RPH-3.0 | 45W | バックDC | 最大55VDC | 1 – 15V @ 3A | x | x | |
| RPMA-8.0/OF | 132W | バックDC | 最大53VDC | 3.3-16.5V @ 8A | x | x | |
| RPMGS-20は、 | 240W | バックDC | 最大75VDC | 3.3～8Vまたは8～24V @ 20A | x | x | x |
| RPMGQ-20 | 240W | バックDC | 最大75VDC | 3.3～8Vまたは8～24V @ 20A | x | x | x |
| RBBA3000 | 3kW | 降圧/昇圧DC | 9～60VDC | 0 – 60V @ 50A 調整電流制限 |
x | x | x |
| RMOD300-EW | 300W | オンボードDC | 18～60VDC | 12.2V/13.7V @ 24A/22A | x | ||
| RMOD300-UW | 300W | オンボードDC | 18～106VDC | 12.2V/13.7V/24.5V @ 24A/22/12A | x | ||
| RMOD500-W | 500W | オンボードDC | 32 - 96VDC | 12V/24V @ 40A/21A | x | ||
| SD4000 | 4kW | ＨＶ 機内で |
320/450/600 VDC | 24/48V @ 160/83A | x | x |
