シャントレギュレータは、電気自動車の減速によく使用されるダイナミックブレーキシステムで重要な役割を果たします。
シャントレギュレータはリニアレギュレータの一種で、電気回路内で安定した電圧を維持するために使用されるシステムです。リニア レギュレータでは、入力に合わせて抵抗レベルが変化し、一定の出力電圧が生成されます。レギュレータは、入力電圧と出力電圧の差を廃熱として放散します。
リニア レギュレータは、電源と調整対象負荷の間に配置されることがあります。これらはシリーズレギュレータと呼ばれます。対照的に、シャントレギュレータは負荷と並列に配置されます。
シャントレギュレータの設計は非常に単純で、単一のリファレンスダイオードで構成されるものもあります。これらは、電圧基準回路やDC電源でよく使用されます。
シャントレギュレータを使用すると、設計者はシステムの電圧を制御して、シャットダウンやコンポーネントの焼損を防ぐことができます。
シャント理解
シャントレギュレータのサプライヤには、 Microchip Technology Inc.、 Texas Instruments、 Fairchild Semiconductor、 ON Semiconductor、 NXP Semiconductorsなどがあります。
ダイナミックブレーキ以外にも、シャントレギュレータには次のようなさまざまな用途があります。
- エラーアンプ
- 独立した電源回路
- 高精度電流リミッター
- 高精度電圧リファレンス
- スイッチング電源
- 電圧監視とモニタリング
関連商品を見る
ブレーキを踏む
ダイナミックブレーキとは、車両の電気牽引モーターを発電機として使用して減速することを指します。このようなシステムでは、電気モーターが逆方向に回転して車両を減速させます。
これは、発電に関する基本的な真実をもたらします。つまり、モーターが前進すると運動を生み出し、後進すると発電機となり、電気を生み出します。したがって、ダイナミックブレーキは、車両の減速に使用されるエネルギーを電気に変換します。
このシステムには、摩擦ベースのブレーキ部品の摩耗を軽減するなど、いくつかの利点があります。
電気の過剰
しかし、ダイナミックブレーキは重要な疑問を提起します。モーターや発電機によって生成された電気はどうすればよいですか?
動的ブレーキングへのアプローチの1つは、レオスタティックとして知られています。機関車で使用される可変抵抗ブレーキシステムでは、モーターを逆方向に回転させることによって発生するエネルギーが抵抗器によって熱として放散されます。大型列車のディーゼルエンジンでは、過熱を防ぐために抵抗器の配列と大型の冷却ファンが使用されています。
これはダイナミックブレーキに対する比較的安価なアプローチですが、システムによって生成されるエネルギーが無駄になります。
関連商品を見る
再生について語る
もう一つのアプローチは、トヨタ プリウスなどの一部のハイブリッド車で使用されているシステムである回生ブレーキを使用することです。回生システムでは、バッテリーを充電するために電気がシステムに戻されます。
これはダイナミックブレーキに対する最も効率的なアプローチであり、生成された電気の多くを車両の推進に使用することを保証します。欠点としては、回生ブレーキは、レオスタティック方式に比べてブレーキを実装するのにコストがかかることです。しかし、この追加コストにもかかわらず、ハイブリッド車は減速の主な手段として回生ブレーキを使用しています。
従来の内燃機関を使用する一部の自動車では、車内の電気部品に電力を供給するために回生システムを採用しています。たとえば、マツダのi-ELOOPシステムは、回生ブレーキ システムを使用してスーパーキャパシタを充電し、電子機器に電力を供給します。
燃える感覚を味わう
どちらのアプローチでも、モーターまたは発電機によって生成された電気はどこかに送られる必要があります。回生システムの場合、この電気はバッテリーに送り返されます。
レオスタティック方式では、モーターが逆方向に回転すると、モーター制御のDCバスの電圧が増加し始めます。これにより、モーターのバスに接続されたコンポーネントがシャットダウンしたり、コンポーネントが焼損したりする可能性があります。回路を保護するために、設計者はこの電圧に対処する方法を考案する必要があります。
1つの解決策は、抵抗器と電圧制御スイッチング トランジスタで構成されるシャント レギュレータを使用することです。このようなシャントレギュレータは電圧を熱として放散します。
加速ブレーキ
さまざまなシステムで電気モーターが使用されるようになると、シャントレギュレータを採用したダイナミックブレーキシステムが普及する可能性があります。