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TI发布无需编程的70W无刷直流 (BLDC) 电机驱动器
文章来源:永阜康科技 更新时间:2021/9/14 17:30:00

家用电器给人们日常生活带来很大方便,但是,各种电器的噪音交织在一起所带来的危害也不容忽视。举个例子,冰箱的噪声在40-43dBA,微波炉在55-59dBA,而料理机的噪声高达93-100dBA,事实上这些噪音交织在一起并不亚于汽车的鸣笛声,由此改善噪音就成了非常重要课题。另一方面,除了噪音外,能效也是消费者在购买家电产品不可忽视的问题。据悉,全球有45%的能量被电机消耗掉了,那如何提高电机的效率呢?业界认为将传统的交流感应电机转换为BLDC电机是很好的方案,但其实驱动BLDC系统控制并不简单,开发周期也长。另外由于系统的复杂,需要的电路板以及器件也变的越来越多。举个例子设计BLDC电机驱动器,需要类似于变频器的电路板,要做电流采样,开关器件的切换等等,不仅如此电路板的尺寸也会变大。而且系统成本方面也相应增加。为了解决以上挑战,德州仪器 (TI)推出了业内先进的70W无刷直流 (BLDC) 电机驱动器,TI 电机驱动器业务部总经理Kannan Soundarapandian先生表示:“这款70W无刷直流 (BLDC) 电机驱动器,用于提供无需编程无传感器的梯形和磁场定向控制 (FOC)。工程师能够在10分钟内启动BLDC电机,为工程师设计各种工业系统(如大型和小型家用电器)和医疗应用(如呼吸机和持续气道正压通气机器)减少了数周的设计时间。通过集成实时控制功能和包括MOSFET在内的多达18个分立式元件,新驱动器加快了系统响应,并缩小高达70%的布板空间,同时提供出色的声学性能。“

无需编程:与传统无需编程方案相比,TI新推出的这款产品可以将启动BLDC电机的时间缩短到10分钟,而传统上一般来讲,一个资深的电气工程师去调谐一个电机,也需要花费数周或数月的时间。

实时控制:新器件可实现自动调节减速,提供快速的实时控制,从而防止总线电压浪涌。一方面它能够快速响应客户目标设定的变化,另一方面可以应对外部复杂的变化。比如当吸尘器在地上碰到了大的负载或者障碍物,负载突然加重时,使用实时控制,吸力不会发生变化。该功能,可以实时检测总线电压,同时可以动态地调整降速的比例,始终保持总线电压是安全的,通过这种方式,可以实现降低转速,保证总线电压不超标,并且降速时间比传统时间快50%。

从源头消除噪声:降低噪音最根本的方式就是从源头把这个噪声消除,TI提供先生的算法来降低噪音的产生。该芯片提供必要的调谐功能,从启动方法到闭环操作全流程上优化电机的噪声性能。 导致产生噪声的一个常见问题是死区时间插入,这会导致电流波形失真。其中MCF8316A集成了死区时间补偿,以消除驱动电机时由于死区时间造成的失真。

本次推出两款新产品,分别是MCF8316A和MCT8316A。前者采用磁场定向控制技术,后者梯形控制技术,无需传感器,通过这两款产品,可以把整个电机方案的尺寸减少70%。


MCF8316A磁场定向控制电机驱动器缩短了设计时间,Kannan解释说,MCF8316A可智能地提取电机参数,使设计人员能够快速调优电机,同时提供一致的系统性能,而不受电机制造差异的影响。通过MCT8316A无传感器梯形控制电机驱动器,设计人员仅需五个硬件引脚即可对电机进行调优。由于无需微控制器接口,因此可简化系统,加速设计时间。

另外其具备出色的声学性能,与传统的控制方式相比,MCF8316A在驱动笔记本电脑风扇时可以将噪声降低多达2dBA。那么如何实现噪音的优化呢?MCF8316A包括一项获得专利的精密自动死区时间补偿技术,可补偿电流失真,使工程师能够优化电机声学性能。

MCT8316A无传感器梯形控制电机驱动器简化了接口设计,一般来说大部分的电机控制芯片都要配备微控制器(MCU),MCU可以发出指令,监控速度,完成闭环控制。而TI这款芯片自动带闭环控制,无需使用MCU,使你的系统更加简化。它使用5个硬件接口就可以进行配置、控制,实现速度闭环和扭矩的控制。

电路板尺寸降低70%

通常电机驱动至少包含三个部分:MCU,MOSFET功率器件,门级驱动。传统的70W BLDC电机方案有全分立式方案,即MCU、门级驱动电路、MOSFET都是独立的,该方案大约需要28个器件,面积约7平方厘米。另外局部集成方案,为了节省面积,市面上也采用部分的集成方案,比如将门级驱动集成,或者是把门级驱动和MCU集成。

而MCF8316A和MCT8316A实际上做了更大的集成,将MOSFET以及电机控制部分,周边的电流采样,信号采集等功能,全部集成在一款芯片里,面积仅有2平方厘米,周边的器件由28个降低为10个,这便是该芯片如何把电路板尺寸降低70%的根本原因。


封装、供货情况

TI.com.cn专供采用40引脚5mm×7mm QFN封装的预量产版本MCF8316A和MCT8316A。TI.com.cn上还提供了多种付款方式和发货方式。




 
 
 
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