电气自动化技术就业方向之高性能直流电机驱动器驾驭效率与稳定性并重
导语:电机控制领域长期以来一直是技术研发的前沿,致力于开发高效、创新的微电子解决方案。电机的主要功能包括手动或自动控制(启停、反转、速度调节和电压保护)。用于电机控制的集成电路(IC)代表了行业创新的一大里程碑,尤其是在汽车工业和工业自动化领域。
直流永磁电机
市场上提供多种类型的直流永磁驱动器,因此,所采用的控制策略取决于它们的结构。BLDC(无刷直流)同步无刷驱动器利用固定在轴上的永磁体围绕其中旋转,它们的转子与定子以相同频率旋转,而转子的切换不是机械性的,而是由电子方式实现。在有刷直流驱动器中,由于有连接到轴上的电刷,因此需要不断改变方向来产生持续变化的电流。而在无刷驱动器中,这些反转是通过微处理单元操作的一组功率晶体管(通常为IGBT)来实现。此外,在确定发动机确切位置之前,就无法知道要操作哪个阶段。通常通过霍尔效应传感器或光学式传感器来获得这信息。
直流无刷驱动器因其不可更换部件而特别适合那些密封系统,如硬盘等应用。
MAX14871是一款简单且低功耗的小型化全桥直流驱动芯片,可供4.5V至36V范围内工作,并采用了无充放電设计,以减少外部元件并降低输入当前。这款芯片具有非常低的导通阻抗,有助于减少耗散过程中的能量损失,同时集成了用于定义启动时最大峰值启动电流量的手工调整能力仅需最小数量外部组件支持。此外,该产品还包含三个不同的当前调节模式:快速衰减、慢速衰减以及25%纹波模式,这简化了设计并使之不受特定应用影响。
Rhom Semiconductor 的 BD63005AMUV 是一款三相无刷触控交流马达驱动物性IC,其额定输出功率为33V 和2A (峰值3.5A)。它可以从霍尔传感器产生一个驾驶信号,并通过输入控制信号驾驶PWM。此外,该IC 可以使用12V 或24V 电源,并配备各种各样的保护功能,可以用作各种任务。BD63005AMUV, BD63006MUV 和 BD63007MUV 三相交流马达驱动物性IC 除了拥有极低消耗及极低输出导通阻抗以外,还具有待命状态下的最大输出循环为1.7mA 及工作线路循环为8.4mA 的优点。这三款产品总共含有的典型输出导通阻抗分别为0.17Ω, 0.8Ω 及0.17Ω,以及可选择12V 或24V 作作为输入供给来源。这三款产品都带有内置120度变向逻辑门及省能门等功能,使得它们能够实现极低级别DMOS 输出同时还具备诸如限流量CL、热关断TSD、高温过载保护OCP及欠压锁死UVO等多重安全防护措施,用途广泛且灵活。
BLDC 在家用设备和消费电子品中非常常见。在这些场合下,因要求高效率标准,所以需要更好的技术将整体功耗降至最小。
Power Integration 的 BridgeSwitch 驱动物性系列采用先进FREDFET 系列(快速恢复二极管场晶体管),在300W以上 BLDC 驱动物性应用中展示超过98.5% 的效率。大规模热管理架构消除对散热板需求,从而降低成本和重量,为整个系统带来了经济优势。