Kelebihan motor DC (BLDC) tanpa berus jelas, dan ia digunakan dalam banyak aplikasi di dalam kenderaan dan di tempat lain. Walau bagaimanapun, walaupun lebih kuat, lebih ringan dan lebih cekap, ia tetap lebih mahal dan memerlukan kawalan yang lebih kompleks daripada motor DC yang disikat. Ini bermaksud bahawa pertimbangan mesti diberikan kepada jenis motor mana yang paling sesuai untuk setiap aplikasi di dalam kenderaan. Secara umum, semakin sedikit motor yang digunakan dalam perjalanan, semakin besar manfaat menggunakan motor DC yang disikat.
Gambar 1: Terdapat banyak aplikasi untuk motor di kenderaan moden
Dalam banyak aplikasi motor, mikrokontroler (MCU) dalam ECU menerima input kawalan melalui CAN atau LIN. Isyarat ini ditukar menjadi isyarat kawalan motor modulasi lebar nadi (PWM) dan digunakan untuk mengawal suis kuasa (biasanya mosfet peranti) yang menggerakkan motor menggunakan pemacu gerbang untuk meningkatkan kuasa. MOSFET dikonfigurasikan sebagai jambatan H yang membolehkan motor berputar di kedua arah dan dengan isyarat PWM, mengawal kelajuan pemutar.
Dengan keperluan reka bentuk yang padat dan boleh dipercayai, pendekatan bersepadu diperlukan. Integrasi tahap MCU dan pra-pemandu adalah pilihan walaupun perisian MCU untuk MCU diuji dan keselamatan disetujui, oleh itu keperluan untuk port dan mengesahkan semula perisian menghalang pendekatan ini.
Alternatifnya ialah menggunakan pemacu kawalan motor (MCD) yang mengintegrasikan pemandu pra-jambatan dengan H-bridge. Ini memberikan tahap integrasi yang tinggi sambil meninggalkan pereka dengan pilihan percuma MCU dan perisian yang berkaitan.
Toshiba baru-baru ini memperkenalkan TB9053FTG dan TB9054FTG dibina berdasarkan warisan dalam elektronik automotif dari tahun 1970-an. Pemacu motor DC dwi saluran ini menggunakan BiCD yang teguh teknologi, menggabungkan ciri-ciri terbaik bipolar, CMOS dan DMOS. Setiap peranti menyepadukan dua jambatan H suis DMOS saluran N, pra-pemandu dan beberapa ciri diagnostik dan kawalan yang membenarkan OEM automotif mencari dengan cepat punca kegagalan fungsi.
Peranti boleh beroperasi dalam mod KECIL, mendukung sepasang motor 5 A, atau mod BESAR, menggunakan dua saluran selari untuk mengendalikan motor 10 A. Proses BiCD Toshiba memberikan rintangan jalan rendah hanya 290 mΩ, sehingga meminimumkan keperluan penjanaan haba dan pengurusan haba. Mengintegrasikan kapasitor untuk pam cas pra-pemandu mengurangkan lagi jumlah dan ruang komponen luaran. Reka bentuk maju membolehkan kitaran tugas hingga 100% digunakan.
 |
| Gambar 2: TB905xFTG dapat memberikan hingga 5 A per saluran untuk dua motor dalam mod KECIL, atau hingga 10 A dalam mod BESAR untuk satu motor. |
Empat jambatan separuh bersepadu mempunyai input PWM individu yang dapat didorong pada kelajuan dari 1 kHz hingga 20 kHz. Untuk operasi yang selamat, penyisipan waktu mati ditangani dalam perkakasan peranti, sementara pin lain menyokong konfigurasi peranti dan mengaktifkan / mematikan.
Antara muka SPI yang terbina dalam memberikan pelbagai pilihan konfigurasi dan akses ke data diagnostik, serta membenarkan rantai daisy berbilang peranti untuk mengawal beberapa motor. Ambang had arus boleh ditetapkan antara 4.6 A dan 6.5 A dalam mod KECIL atau 9.2 A dan 13.0 dalam mod BESAR.
Pemacu motor boleh dikendalikan hanya melalui SPI menggunakan pengayun 16 MHz onboard dan pengawal PWM, sehingga mengurangkan jumlah isyarat yang diperlukan dari MCU. Satu output jam MCU menyediakan asas masa dan, jika ini gagal, pengayun dalaman dapat memberikan kemampuan 'lemas-rumah'.
 |
| Gambar 3: Menggunakan antara muka SPI dapat mengurangkan bilangan pin MCU yang diperlukan |
Oleh kerana arus motor besar hadir, memenuhi keperluan keserasian elektromagnetik (EMC) sangat mencabar, jadi TB905xFTG menawarkan tujuh kadar laju (1.09 hingga 26.25 V / µs) untuk membantu ini. Rintangan rendah mengurangkan penjanaan haba. Sebarang haba yang dihasilkan dengan cepat disebarkan melalui pembungkusan termal TB9053FTG di mana pendingin haba bersepadu mencapai ketahanan haba hanya 0.67 ° C / W yang bermaksud bahawa PCB dapat menyediakan pemanas badan yang diperlukan dalam reka bentuk tertentu. TB9054FTG terdapat dalam paket VQFN 6 mm persegi dengan pin pin 0.5 mm dan sayap yang dapat dibasahi, menjadikan peranti AEC-Q100 ini sesuai untuk pemeriksaan optik automatik (AOI), seperti yang disukai oleh industri automotif.
Ringkasan
Walaupun banyak aplikasi sekarang menggunakan BLDC, sejumlah aplikasi automotif akan terus menggunakan motor DC yang disikat untuk kerumitan reka bentuk dan alasan biaya. TB905xFTG Toshiba menggunakan proses BiCD lanjutan untuk memberikan kawalan motor yang sangat bersepadu yang boleh dikonfigurasi dan efisien. Peranti memenuhi permintaan automotif dan kualiti pemeriksaan yang ketat sambil mengekalkan MCU yang ada dan perisian bersertifikat yang mereka laksanakan.