Texas Instruments (TI), motor sistemlerini daha sessiz ve daha küçük hale getirirken tasarım süresini kısaltan, kodsuz, sensörsüz trapezoidal ve alan odaklı kontrole (FOC) sahip endüstrinin ilk 70 W fırçasız DC (BLDC) motor sürücülerini talep etti. Cihazlar, mühendislerin bir BLDC motorunu 10 dakikadan daha kısa bir sürede döndürmesine olanak tanıyor, TI, ev aletleri ve vantilatörler ve sürekli pozitif hava yolu basıncı (CPAP) makineleri gibi tıbbi uygulamalar gibi endüstriyel sistemler geliştiren mühendislerin aylarca süren tasarım süresini ortadan kaldırdığını söyledi.
Motor sürücüleri, entegre gerçek zamanlı kontrol ve yüksek entegrasyon düzeyi sayesinde kart alanını %70'e kadar azaltırken sistem yanıt süresini hızlandırır.
Kannan Soundarapandian, dünyada üretilen enerjinin büyük bir bölümünün bugün motorlar tarafından kullanıldığını, bu nedenle motorun daha sessiz hale getirilmesinin artan bir ihtiyaç olduğunu ve ayrıca güç tüketiminin çoğunun yalnızca motorlar olduğu gerçeği göz önüne alındığında, enerji verimliliğinin de önemli olduğunu söyledi. , başkan yardımcısı ve genel müdür, motor sürücüleri, Texas Instruments.
Ancak eskisinden geçiş yaparken zorluklar var teknoloji AC endüksiyon motorları gibi BLDC motorlar gibi oldukça yeni teknolojilere kadar bu teknolojilerin enerji verimliliği, akustik performans ve tasarımcıların ürünü hızla piyasaya sürme ihtiyaçlarını karşılama ihtiyaçlarını karşıladığını ekledi.
Soundarapandian, bugün yaşananların açık konseptli kat planlarına geçişin daha sessiz motorlara olan talebi artırdığını söyledi. Açık konseptli kat planlarıyla, daha önce sahip olduğunuz doğal ses engellemenin artık mevcut olmadığını söyledi.
Soundarapandian, evinizdeki her cihazın muhtemelen birden fazla, hatta iki motora sahip olduğunu söyledi. "Motorların yarattığı gürültüyle etkili bir şekilde mücadele etmenin yolları var ve bunlar genellikle üç gruba ayrılıyor; cihaza bir tür ses emme sistemi yerleştirerek sesi engellemek, harmonik modifikasyon gibi psikoakustik bilgiler uygulayarak onu şekillendirmek ve kişisel olarak benim favorim bundan kaçınmaktır. Bunu ilk etapta gürültü yaratmayarak yapıyoruz.”
Örneğin, elektrikli süpürge, mutfak robotuyla birlikte tartışmasız en yüksek gürültü kaynaklarından biridir ve ortalama gürültü seviyeleri 85 ila 100 dBA arasındadır, dolayısıyla çok fazla gürültü çıkarırlar ve bu sadece akustikle sınırlı değil, daha fazla gürültüye sürekli ihtiyaç var. Enerji verimliliği, diye ekledi.
Bugünlerde enerji verimliliğine ulaşmanın en önemli yollarından birinin, AC endüksiyon motorları gibi eski teknolojilerden fırçasız DC motorlara geçmek olduğunu söyledi. "Fakat BLDC motorların sürülmesi daha zordur. Daha karmaşıklar; dışarıdan daha iyi komutasyona ve kontrole ihtiyaç duyarlar ve bu da temel olarak tasarım döngü süresini artırır, daha fazla elektronik bileşene sahip olduğu için kart boyutunu artırır ve bir bütün olarak sistemin maliyeti de artar, dolayısıyla bunu elde etmek için üç büyük zorluk bunlardır. verimlilik artışı.”
Soundarapandian, motor sürücülerinin pazar ihtiyaçlarını karşılamak için geliştiğini ve yeni TI BLDC motor sürücülerinin, BLDC motor tasarımının üç zorluğunu ele aldığını söyledi: artan tasarım döngü süresi, artan kart alanı ve artan sistem maliyeti.
Soundarapandian, bu iki cihazdan birinin FOC veya alan odaklı kontrol olarak adlandırılan bir değiştirme şemasına dayandığını, diğerinin ise trapezoidal kontrol adı verilen komütasyonların daha eski bir versiyonuna dayandığını söyledi.
Daha büyük bir resim için tıklayın. (Kaynak: Texas Instruments)
Yeni portföyün en büyük faydalarından biri, gerçek zamanlı kontrol ve dinamik yetenek sayesinde ayar süresini haftalarca yerine 10 dakikadan daha kısa bir süreye indirerek daha hızlı bir sistem hızı yanıtına dönüşmesidir. Ayrıca, motor parametrelerini kendi kendine çıkarma ve mevcut kontrol döngüsünü otomatik olarak ayarlama yetenekleri de hızlandırılmış tasarım süresine katkıda bulunur.
“Akustik performans açısından bakıldığında, buna yerleşik pek çok özelliğimiz var. Otomatik ölü zaman telafisi ve temel olarak FOC'nin kendisi gibi birkaç şeyden bahsediyorum" dedi. "Bu motoru değiştirme ve kontrol etme şeklimiz laboratuvarda bize gürültüyü büyük oranda azaltabileceğimizi gösterdi. Bu özel örnekte piyasadaki en sessiz dizüstü bilgisayarlardan birinde 2 dBA'dan bahsediyoruz. Aşırı ayarlama yapılmayan laboratuvar ortamında bile bu motorlar zaten yüzde 16 ila 20 daha düşük bir değerde çalışıyor ancak laboratuvarda bunu yüzde 50'ye, hatta daha fazlasına indirebilecek IP'miz var."
Aynı zamanda toplam çözüm boyutunun da %70'e kadar daha küçük uygulanabileceğini sözlerine ekledi.
"MCF8316'da sahip olduğumuz entegrasyon düzeyi, yerleşik zeka, teşhis ve sağlamlık yetenekleri, bu düzeydeki entegrasyon, bu tür bir boyut iyileştirmesi elde etmemizi sağlayan şeydir."
Daha büyük bir resim için tıklayın. (Kaynak: Texas Instruments)
MCF8316A ve MCT8316A motor sürücüleri
MCF8316A sensörsüz trapezoidal kontrol motor sürücüsü ve MCT8316A sensörsüz FOC motor sürücüsü, üç kapı sürücüsünü ve altı yüksek ve alçak tarafı entegre eder mosfetler TI'ye göre, her biri 50 mΩ açık durum direncine (RDS(açık)) sahiptir ve bu da onları 70 ve 8 V sistemler için 12 A tepe akımıyla 24 W'a kadar güç sağlayan ilk BLDC motor sürücüleri haline getirir. Diğer entegre bileşenler arasında düşük kayıplı bir regülatör, DC/DC düşürücü regülatör ve akım algılamalı amplifikatörler, 18 adede kadar ayrı entegre devreyi ortadan kaldırır.
TI, MCT8316A motor sürücüsünün, diğer tüm kodsuz, sensörsüz motor sürücülerinden daha hızlı olan 3.5 kHz'lik maksimum motor elektrik hızına ulaşabildiğini, bunun da onu hızlı ve hassas motor kontrolü gerektiren robotik vakumlar gibi uygulamalar için uygun hale getirdiğini söyledi.
Daha büyük bir resim için tıklayın. (Kaynak: Texas Instruments)
TI ayrıca, her iki cihazın da, bir motoru aktif olarak yavaşlatmak için hızlı ve kontrollü bir yol sağlayan ve mühendislerin bir motoru geleneksel motor kontrol tekniklerine göre yüzde 50 daha hızlı durdurmasına olanak tanıyan endüstrideki ilk cihaz olduğunu iddia ediyor. Ayrıca enerjiyi raya geri pompalamadan motoru durdurabilirler, bu da sistemi hasardan korur.
Soundarapandian, "Genellikle geleneksel kontrol tekniklerinden yaklaşık yüzde 50 daha hızlı olan, çok kontrollü yavaşlamayı gerçekleştirmek için yerleşik oldukça karmaşık tekniklerimiz var ve bunun tasarımcılar için ileriye yönelik çok yararlı olacağına inanıyoruz" dedi.
Soundarapandian'a göre MCF8316A ve MCT8316A BLDC motor sürücüleri, aylarca süren tasarım süresini ortadan kaldıran motor kontrol yazılımı geliştirme ve nitelendirme ihtiyacını ortadan kaldıran benzersiz bir komutasyon kontrol algoritmaları seti içeriyor. Algoritmalar, yüksek entegrasyonla birlikte bu motor sürücülerinin, motor arıza tespiti gibi kritik işlevleri yönetmesine ve sistem güvenilirliğini artırmak için koruma mekanizmaları uygulamasına olanak tanır.
Ek olarak motor sürücüleri, rotor konumunu belirlemek için sensörsüz teknolojiyi kullanır; bu da harici Hall sensörlerine olan ihtiyacı ortadan kaldırır, sonuç olarak sistem maliyetini düşürür ve güvenilirliği daha da artırır.
Soundarapandian'ın belirttiği gibi MCF8316A motor sürücüsü, motor parametrelerini akıllı bir şekilde veya kendi kendine çıkararak tasarımcıların bir motoru hızlı bir şekilde ayarlamasına olanak tanır. Ayrıca motor üretimindeki değişikliklere bakılmaksızın tutarlı sistem performansı sağlanmasına yardımcı olur. Ek olarak, tasarımcılar bir motoru yalnızca beş donanım pini kullanarak ayarlayabilir, böylece mikro denetleyici arayüzü ihtiyacını ortadan kaldırarak sistemleri basitleştirebilirler.
Her iki BLDC motor sürücüsü de hava temizleyicileri, buzdolapları, çamaşır makineleri ve fanlar gibi uygulamalarda artırılmış akustik performans için gelişmiş gerçek zamanlı kontrol yetenekleri sağlar. MCF8316A, mühendislerin motor akustik performansını optimize etmelerini sağlamak için mevcut distorsiyonu telafi eden hassas bir otomatik ölü zaman telafi tekniği ve tasarımcıların motor gürültüsünü azaltmak için kullanabileceği değişken trapezoidal kontrol teknikleri içerir.
MCF8316A ve MCT8316A'nın üretim öncesi versiyonları, 40 pimli, 5 × mm dörtlü düz kurşunsuz paket halinde yalnızca TI.com'da mevcuttur. Fiyatlandırma 1.75 adetlik miktarlarda 1,000 dolardan başlıyor. TI, şirketin TI Live! etkinliği sırasında MCF8316A ve MCT8316A'yı gösterecek. Tech Exchange sanal etkinliği, 27-29 Eylül 2021.
Texas Instruments hakkında