Texas Instruments (TI) telah mengklaim driver motor DC (BLDC) 70-W brushless pertama di industri dengan bebas kode, trapesium tanpa sensor dan kontrol berorientasi lapangan (FOC), mengurangi waktu desain sekaligus membuat sistem motor lebih tenang dan lebih kecil. Perangkat tersebut memungkinkan para insinyur untuk memutar motor BLDC dalam waktu kurang dari 10 menit, kata TI, sehingga menghilangkan waktu desain selama berbulan-bulan bagi para insinyur yang mengembangkan sistem industri seperti peralatan rumah tangga dan aplikasi medis seperti ventilator dan mesin continuous positive airway pressure (CPAP).
Pengemudi motor mempercepat waktu respons sistem sekaligus mengurangi ruang papan sebanyak 70%, berkat kontrol real-time terintegrasi dan tingkat integrasi yang tinggi.
Sebagian besar dari semua energi yang dihasilkan di dunia digunakan oleh motor saat ini, sehingga membuat motor lebih senyap adalah kebutuhan yang berkembang, dan juga mengingat fakta bahwa sebagian besar konsumsi daya hanya motor, efisiensi energi juga penting, kata Kannan Soundarapandian , wakil presiden dan manajer umum, pengemudi motor, Texas Instruments.
Namun ada tantangan saat melakukan transisi dari usia yang lebih tua teknologi seperti motor induksi AC hingga teknologi yang lebih baru seperti motor BLDC, dan memenuhi kebutuhan untuk mencapai efisiensi energi, kinerja akustik, dan kebutuhan para desainer untuk memasarkan produk dengan cepat, tambahnya.
Apa yang terjadi hari ini adalah perpindahan ke denah lantai konsep terbuka telah meningkatkan permintaan untuk motor yang lebih tenang, kata Soundarapandian. Dengan denah berkonsep terbuka, pemblokiran suara alami yang sebelumnya Anda miliki tidak ada lagi, katanya.
Setiap alat di rumah Anda mungkin memiliki lebih dari satu atau bahkan dua motor, kata Soundarapandian. “Ada cara untuk secara efektif memerangi kebisingan yang dihasilkan oleh motor, yang umumnya terbagi dalam tiga ember – memblokirnya dengan menanamkan semacam sistem penyerapan suara ke dalam alat, membentuknya dengan menerapkan wawasan psikoakustik, seperti modifikasi harmonik, dan secara pribadi favorit saya adalah menghindarinya. dengan tidak membuat kebisingan di tempat pertama.
Misalnya, penyedot debu bisa dibilang salah satu sumber kebisingan tertinggi bersama dengan pengolah makanan dengan tingkat kebisingan rata-rata antara 85 hingga 100 dBA sehingga menghasilkan banyak kebisingan, dan bukan hanya akustik, ada kebutuhan berkelanjutan untuk lebih banyak suara. efisiensi energi, tambahnya.
Salah satu cara utama di mana efisiensi energi dicapai hari ini adalah dengan beralih dari teknologi lama seperti motor induksi AC ke motor DC brushless, katanya. “Tapi motor BLDC lebih sulit dikendarai. Mereka lebih kompleks; mereka membutuhkan pergantian dan kontrol yang lebih baik dari luar, dan yang pada dasarnya meningkatkan waktu siklus desain, meningkatkan ukuran papan karena memiliki lebih banyak komponen elektronik, dan secara keseluruhan biaya sistem itu sendiri meningkat, jadi ini adalah tiga tantangan utama untuk mendapatkan itu peningkatan efisiensi.”
Soundarapandian mengatakan driver motor berevolusi untuk memenuhi kebutuhan pasar dan driver motor TI BLDC yang baru menjawab tiga tantangan desain motor BLDC – peningkatan waktu siklus desain, peningkatan ruang papan, dan peningkatan biaya sistem.
Kedua perangkat ini – salah satunya didasarkan pada skema pergantian yang disebut FOC, atau kontrol berorientasi bidang, dan yang lainnya didasarkan pada versi pergantian yang lebih lama yang disebut kontrol trapesium, kata Soundarapandian.
Klik untuk gambar yang lebih besar. (Sumber: Texas Instruments)
Salah satu manfaat terbesar dari portofolio baru ini adalah mengurangi waktu penyetelan dari beberapa minggu menjadi kurang dari 10 menit melalui kontrol waktu nyata dan kemampuan dinamis, yang diterjemahkan menjadi respons kecepatan sistem yang lebih cepat. Juga berkontribusi pada waktu desain yang dipercepat adalah kemampuan untuk mengekstrak parameter motor sendiri dan menyetel loop kontrol saat ini secara otomatis.
“Dari sudut pandang performa akustik, kami memiliki banyak fitur yang terpasang di dalamnya. Saya berbicara tentang beberapa hal seperti kompensasi waktu mati otomatis dan secara fundamental FOC itu sendiri, ”katanya. “Cara kami mengubah motor ini dan cara kami mengendalikannya telah menunjukkan kepada kami di lab bahwa kami benar-benar dapat mengurangi kebisingan dengan persentase yang besar. Dalam contoh khusus ini kita berbicara tentang 2 dBA di salah satu laptop paling tenang di luar sana. Bahkan di lingkungan lab tanpa penyetelan berlebihan, motor ini sudah berjalan, dalam hal ini, sekitar 16 hingga 20 persen lebih rendah tetapi kami memiliki IP di lab yang dapat menurunkannya hingga 50 persen atau bahkan lebih.”
Pada saat yang sama, ukuran solusi total dapat diimplementasikan hingga 70% lebih kecil, tambahnya.
“Tingkat integrasi yang kami miliki di MCF8316, kecerdasan bawaan, diagnostik, dan kemampuan ketahanan, tingkat integrasi inilah yang memungkinkan kami mendapatkan peningkatan ukuran seperti ini.”
Klik untuk gambar yang lebih besar. (Sumber: Texas Instruments)
Driver motor MCF8316A dan MCT8316A
Driver motor kontrol trapesium tanpa sensor MCF8316A dan driver motor FOC tanpa sensor MCT8316A mengintegrasikan tiga driver gerbang dan enam sisi tinggi dan rendah MOSFET dengan masing-masing resistansi dalam keadaan (RDS(on)) sebesar 50 mΩ, menjadikannya driver motor BLDC pertama yang mengaktifkan daya hingga 70 W dengan arus puncak 8 A untuk sistem 12 dan 24 V, menurut TI. Komponen terintegrasi lainnya mencakup angka putus sekolah yang rendah pengatur, regulator step-down DC/DC, dan amplifier penginderaan arus, menghilangkan sebanyak 18 sirkuit terpadu terpisah.
Driver motor MCT8316A dapat mencapai kecepatan motor listrik maksimum 3.5 kHz, yang lebih cepat daripada driver motor tanpa kode dan tanpa sensor lainnya, sehingga cocok untuk aplikasi seperti penyedot debu robot yang memerlukan kontrol motor yang cepat dan tepat, kata TI.
Klik untuk gambar yang lebih besar. (Sumber: Texas Instruments)
TI juga mengklaim kedua perangkat tersebut adalah yang pertama di industri yang menyediakan cara cepat dan terkontrol untuk secara aktif memperlambat motor, memungkinkan para insinyur menghentikan motor 50 persen lebih cepat daripada teknik kontrol motor tradisional. Mereka juga dapat menghentikan motor tanpa memompa energi kembali ke rel, yang melindungi sistem dari kerusakan.
“Kami memiliki beberapa teknik yang cukup canggih yang dibangun untuk melakukan deselerasi yang sangat terkontrol yang umumnya sekitar 50 persen lebih cepat daripada teknik kontrol tradisional dan kami percaya ini adalah sesuatu yang akan sangat berguna bagi desainer di masa depan,” kata Soundarapandian.
Driver motor BLDC MCF8316A dan MCT8316A mencakup serangkaian algoritme kontrol pergantian unik yang menghilangkan kebutuhan untuk mengembangkan dan memenuhi syarat perangkat lunak kontrol motor, yang menghilangkan waktu desain selama berbulan-bulan, menurut Soundarapandian. Algoritme, dalam kombinasi dengan integrasi tinggi, memungkinkan driver motor ini untuk mengelola fungsi penting seperti deteksi kesalahan motor dan menerapkan mekanisme perlindungan untuk meningkatkan keandalan sistem.
Selain itu, pengemudi motor menggunakan teknologi tanpa sensor untuk menentukan posisi rotor, yang menghilangkan kebutuhan akan sensor Hall eksternal, yang pada akhirnya mengurangi biaya sistem dan semakin meningkatkan keandalan.
Seperti dicatat oleh Soundarapandian, driver motor MCF8316A secara cerdas atau mengekstrak parameter motor sendiri, memungkinkan desainer untuk menyetel motor dengan cepat. Ini juga membantu memberikan kinerja sistem yang konsisten terlepas dari variasi manufaktur motor. Selain itu, perancang dapat menyetel motor hanya dengan menggunakan lima pin perangkat keras, menyederhanakan sistem dengan menghilangkan kebutuhan antarmuka mikrokontroler.
Kedua driver motor BLDC memberikan kemampuan kontrol real-time canggih untuk meningkatkan kinerja akustik dalam aplikasi seperti pembersih udara, lemari es, mesin cuci, dan kipas angin. MCF8316A mencakup teknik kompensasi waktu mati otomatis yang presisi yang mengkompensasi distorsi arus untuk memungkinkan para insinyur mengoptimalkan kinerja akustik motor, dan teknik kontrol trapesium variabel yang dapat digunakan desainer untuk mengurangi kebisingan motor.
Versi pra-produksi MCF8316A dan MCT8316A tersedia secara eksklusif di TI.com dalam paket 40-pin, 5 × mm quad flat tanpa timah. Harga mulai dari $ 1.75 dalam jumlah 1,000. TI akan mendemonstrasikan MCF8316A dan MCT8316A selama acara TI Live! Acara virtual Tech Exchange, 27-29 September 2021.
tentang Texas Instruments