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高集成和无感FOC成长趋势下的BLDC专用驱控芯片_电机_芯片

乖囧猫 2024-11-16 06:29:21 0

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由于BLDC可以使反电动势的波形呈梯形,以是就可以采取具有矩形波形的直流电压来天生低转矩纹波的旋转磁场,而矩形电压很随意马虎产生。
以是随便一款MCU,或者C2000系列DSP乃至于51单片机都可以产生这种PWM波,这也是为什么BLDC的掌握和驱动可以做得很大略。
在低本钱高效率运用上,BLDC险些便是最佳选择。

目前终端市场对电机掌握性能提出了更高的哀求,不仅须要电机能够做到高效率和多功能掌握,还须要在追求高转速的同时实现低噪音低振动的掌握效果。
这些高标准的性能哀求都对掌握芯片提出了更严苛的哀求。
越来越多的高性能电机驱动掌握芯片在市场高需求和性能高标准两大机遇下呈现。

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单芯片完玉成集成

实在不止于电机驱动掌握专用芯片,对集成电路设计行业而言,更高的集成度一贯是正在为之努力的目标。
对电机驱动掌握专用芯片来说,单颗芯片如果有更高的器件或功能集成度,那么在运用时就能大幅简化外围器件与电路。
这对付BLDC整体的可靠性而言也是至关主要的。

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(图片来自网络侵删)

近期,德州仪器(TI)就发布了MCF8316A和MCT8316A两款BLDC驱动。
虽然还未正式开始发售,但是从目前透露的信息已经可以看到其性能的强大。

(图源:TI)

MCF8316A和MCT8316A集成了实时掌握功能和包括MOSFET在内的多达18个分立式元件。
MCF8316A是无传感器磁场定向掌握电机驱动器,智能地提取电机参数;MCT8316A则是无传感器梯形掌握电机驱动器,无需微掌握器接口,集成度高因此可简化系统。

据悉,MCF8316A包含了一项得到专利的精密自动去世区韶光补偿技能。
该技能可以补偿电流失落真,极大程度上优化电机的声学性能。
MCT8316A则是通过不同的梯形掌握技能来降落BLDC噪声。

这两款新产品集成了三个栅极驱动器和六个高侧和低侧MOSFET,每个均具有50mΩ的导通电阻。
单芯高集成的上风从德州仪器前辈的BLDC电机驱念头能中可见一斑,两款产品能够在12V和24V系统中供应高达70W的功率和8A的峰值电流。
高集成度的表示不但有这些,低压降(LDO)稳压器、直流/直流降压稳压器和电流检测放大器等元件都集成在单芯中,省去了多达18个分立式元件。
对付低压节能型系统,这两款产品该当可以带来最空想的选择。

利用集成了无传感器掌握功能的电机驱动器进行实时掌握时,电机中无需霍尔效应传感器,因此可以提高系统可靠性并降落系统总本钱。
单芯片全集成带来的本钱低落也是下贱客户极其看重的一点。

无传感器FOC

在BLDC电机掌握算法上,也是一代代更新。
随着电机掌握性能哀求的逐年提升,BLDC掌握算法也从方波掌握转型到有感SVPWM,然后到FOC。
无感FOC掌握算法目前已经在各大厂商确立了主导地位,这紧张还是由于FOC能在最大程度上实现高效率、低振动、低噪音以及高相应速率等电机掌握目标。

上述这两款TI产品都是基于Field Oriented Control 的掌握办法。
这里我们视线转返国内,从海内的BLDC掌握芯片和方案上就可以看到,基本上所有海内厂商都选择了FOC来推。

峰岹科技推出的FU6832便是内嵌无感FOC的高性能BLDC专用驱动MCU。
实在这款也做了单芯全集成,内部集成高速电机掌握引擎、Predriver、LDO、运放、比较器、高速ADC及高速乘除法器,可硬件自动完成电机FOC/BLDC运算掌握。

(图源:峰岹科技)

FOC掌握下的电机换向性能极其精良,在最高转速下正反转切换可以做到十分顺畅,同时FOC可以进行电流(力矩)、速率、位置三个闭环掌握。
通过Clock调速和PWM调速,FOC掌握下的BLDC震撼更低,噪音更小,相应速率更快。

在无传感器FOC算法中,由于集成了前辈掌握技能,因此可以显著加快电机调谐,例如,通过自行丈量电机参数或自动实行掌握环路的调谐等办法加快速率。

ChipON的KF32系列针对BLDC电机运用也对FOC实现了干系的优化。

(图源:ChipON)

KF32系列强大的内核能在没有任何硬件算法加速的情形下实现无感FOC下>240000RPM电转速。

同时,利用KF32增强型ECCP输出6路PWM,采样电阻把电流旗子暗记转为电压旗子暗记,再通过KF32内集成的运放模块差分运放,用KF32的ADC模块采样旗子暗记大小,采样值再经由FOC算法去调度掌握PWM输出的占空比,使电机的运行速率达到速率给定。

海内还有不少芯片厂商推出了基于BLDC运用的专用芯片,这里不一一列举。

BLDC电机驱控芯片行业技能向单芯高集成和无感FOC掌握的趋势已经很明朗,BLDC驱控芯片厂商如何在市场起量的契机下在高效率,低能耗,稳定性上取得打破将会是赢得市场的关键。

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