論文の概要: LunaDrive: A Delay-Compensated High-Voltage GaN FET-Based Motor Driver for Dynamic Robots with Flat BLDC Motors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.21818v1
- Date: Fri, 18 Sep 2026 14:23:14 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-21 18:40:17.145985
- Title: LunaDrive: A Delay-Compensated High-Voltage GaN FET-Based Motor Driver for Dynamic Robots with Flat BLDC Motors
- Title（参考訳）: LunaDrive:フラットBLDCモータ搭載ロボット用遅延補償高電圧GaN FETモータ
- Abstract要約: 多くの市販のサーボモーターは48V以下の動作電圧を仮定し、最大回転速度を制限している。
GaN FETを用いた高出力平面BLDCモータ用モータドライバを開発した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.208590870771717
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The performance improvement of high-power flat BLDC motors has accelerated the development of dynamic robots. However, many commercially available servo motors assume operating voltages of 48 V or lower, which limits the maximum rotational speed. Dynamic robots require rapid energy generation, so this voltage constraint restricts motion performance. Therefore, driving motors beyond the rated voltage is desirable to increase the instantaneous maximum speed. On the other hand, semiconductor devices used in motor drivers have a trade-off between voltage rating and current capacity. Conventional drivers using Si MOSFETs have difficulty achieving both high-voltage and high-current operation. Although GaN FETs are promising, compact drivers that can be mounted on the rear side of flat BLDC motors remain limited. In this study, a motor driver for high-power flat BLDC motors using GaN FETs is developed. The effect of delay compensation in the high-speed region beyond the rated operating range is also investigated. In the experiments, under 96 V operation, a continuous current of 30 A was achieved with a heat sink attached. A peak current of 80 A and a maximum electrical frequency of 3110 Hz were confirmed. A high-speed load lifting experiment driven by a LiPo battery 24S (100 V) was also conducted, demonstrating applicability to dynamic robot operation.
- Abstract（参考訳）: 高出力平面型BLDCモータの性能向上により、動的ロボットの開発が加速された。
しかし、市販のサーボモーターの多くは48V以下の動作電圧を仮定しており、最大回転速度を制限している。
動的ロボットは高速なエネルギー発生を必要とするため、この電圧制限は動作性能を制限する。
したがって、定格電圧を超える駆動モータは、瞬時に最大速度を上げることが望ましい。
一方、モータドライバで使用される半導体デバイスは、電圧評価と電流容量のトレードオフがある。
Si MOSFETを用いた従来のドライバは、高電圧と高電流の両方を達成するのに困難である。
GaN FETは有望だが、平面BLDCモータの後部に装着可能なコンパクトドライバは限定的のままである。
本研究では,GaN FETを用いた高出力平面BLDCモータ用モータドライバを開発した。
また, 評価操作範囲を超えた高速領域における遅延補償の効果について検討した。
96V以下の実験では、30Aの連続電流がヒートシンクを装着して達成された。
ピーク電流80Aと最大電気周波数3110Hzが確認された。
また,LiPoバッテリ24S(100V)で駆動される高速荷重昇降実験を行い,動的ロボット操作への適用性を実証した。
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