応用情報技術者試験 令和3年春 午前問23 解説付き過去問
問題
図はDCモータの正転逆転制御の動作原理を示す回路である。
A1からA4の四つの制御信号の組合せの中で、モータが逆転するものはどれか。
ここで、モータの+端子から-端子に電流が流れるときモータは正転し、S1からS4のそれぞれのスイッチ素子は、対応するA1からA4の制御信号がそれぞれHighのとき導通するものとする。
正解
解説
この問題は、DCモータの正転・逆転をHブリッジ回路によって制御する仕組みを理解し、逆転動作が行われる制御信号の組合せを判断するものです。モータの回転方向は電流の流れる向きに依存しており、各スイッチの動作と電流経路の関係を正しく理解することが求められます。
- Hブリッジ回路の構造と動作
Hブリッジ回路では、モータの両端に4つのスイッチ（S1～S4）が配置されています。対角に位置するスイッチのペアを導通させることで、モータの回転方向を制御できます。
・S1とS4が導通すれば、モータの＋端子から−端子に電流が流れて正転します。
・S2とS3が導通すれば、モータの−端子から＋端子に電流が流れて逆転します。 - 制御信号と導通関係
各制御信号（A1～A4）は、それぞれ対応するスイッチ（S1～S4）をHighのときに導通させます。したがって、A2とA3がHighになっていればS2とS3が導通し、逆方向に電流が流れることになります。これによりモータは逆転します。 - 正しい制御信号の判定
与えられた制御信号の組合せの中で、A2とA3がHighで他がLowの組合せを探すと、S2とS3が導通し、−端子から＋端子へ電流が流れます。このときモータは逆転します。
したがって、モータが逆転する制御信号の組合せは、A2とA3がHighになっているものです。