Texas Instruments (TI) đã công bố bộ điều khiển động cơ DC không chổi than 70-W (BLDC) đầu tiên trong ngành với khả năng điều khiển theo trường và hình thang (FOC) không cảm biến, không cần mã, giúp giảm thời gian thiết kế đồng thời làm cho hệ thống động cơ yên tĩnh hơn và nhỏ hơn. TI cho biết, các thiết bị này cho phép các kỹ sư quay động cơ BLDC trong vòng chưa đầy 10 phút, loại bỏ hàng tháng thời gian thiết kế cho các kỹ sư phát triển hệ thống công nghiệp như thiết bị gia dụng và ứng dụng y tế như máy thở và máy áp lực đường thở dương liên tục (CPAP).
Trình điều khiển động cơ tăng tốc thời gian phản hồi của hệ thống đồng thời giảm tới 70% không gian bo mạch nhờ khả năng kiểm soát thời gian thực tích hợp và mức độ tích hợp cao.
Kannan Soundarapandian cho biết, ngày nay phần lớn năng lượng được tạo ra trên thế giới được sử dụng bởi động cơ, do đó, việc làm cho động cơ hoạt động êm hơn là nhu cầu ngày càng tăng và cũng do thực tế là phần lớn điện năng tiêu thụ chỉ là động cơ, hiệu quả sử dụng năng lượng cũng là vấn đề then chốt. , phó chủ tịch kiêm tổng giám đốc, tài xế xe máy, Texas Instruments.
Nhưng có những thách thức khi chuyển đổi từ cũ công nghệ Ông nói thêm, như động cơ cảm ứng AC cho đến công nghệ khá mới hơn như động cơ BLDC và đáp ứng nhu cầu đạt được hiệu quả sử dụng năng lượng, hiệu suất âm thanh cũng như nhu cầu của các nhà thiết kế để nhanh chóng đưa sản phẩm ra thị trường.
Soundarapandian cho biết những gì đang xảy ra ngày nay là việc chuyển sang sơ đồ tầng theo ý tưởng mở đã làm tăng nhu cầu về động cơ êm hơn. Ông cho biết, với sơ đồ tầng theo phong cách mở, khả năng chặn âm thanh tự nhiên mà bạn có trước đây không còn tồn tại nữa.
Soundarapandian cho biết, mỗi thiết bị trong nhà bạn có thể có nhiều hơn một hoặc thậm chí hai động cơ. “Có nhiều cách để chống lại tiếng ồn do động cơ tạo ra một cách hiệu quả, thường rơi vào ba nhóm – chặn nó bằng cách nhúng một số loại hệ thống hấp thụ âm thanh vào thiết bị, định hình nó bằng cách áp dụng những hiểu biết sâu sắc về âm thanh tâm lý, như sửa đổi hài hòa, và cá nhân tôi yêu thích nhất là tránh nó bằng cách không tạo ra tiếng ồn ngay từ đầu.”
Ví dụ: máy hút bụi được cho là một trong những nguồn tiếng ồn cao nhất cùng với máy chế biến thực phẩm có mức tiếng ồn trung bình từ 85 đến 100 dBA nên chúng tạo ra nhiều tiếng ồn và không chỉ về âm học, mà nhu cầu về tiếng ồn vẫn tiếp tục tăng cao hơn. ông nói thêm.
Ông cho biết, một trong những cách chính để đạt được hiệu quả sử dụng năng lượng ngày nay là chuyển từ công nghệ cũ hơn như động cơ cảm ứng AC sang động cơ DC không chổi than. “Nhưng động cơ BLDC khó lái hơn. Chúng phức tạp hơn; họ cần chuyển mạch và kiểm soát tốt hơn từ bên ngoài và điều đó về cơ bản làm tăng thời gian chu trình thiết kế, tăng kích thước bo mạch vì nó có nhiều linh kiện điện tử hơn và nhìn chung, bản thân chi phí hệ thống cũng tăng lên, vì vậy đây là ba thách thức lớn để đạt được điều đó tăng hiệu quả.”
Soundarapandian cho biết trình điều khiển động cơ đang phát triển để đáp ứng nhu cầu thị trường và trình điều khiển động cơ TI BLDC mới giải quyết ba thách thức của thiết kế động cơ BLDC – tăng thời gian chu kỳ thiết kế, tăng không gian bo mạch và tăng chi phí hệ thống.
Hai thiết bị này – một trong số chúng dựa trên sơ đồ chuyển mạch gọi là FOC, hay điều khiển định hướng trường, và thiết bị còn lại dựa trên phiên bản chuyển mạch cũ hơn gọi là điều khiển hình thang, Soundarapandian cho biết.
Click để xem ảnh rõ hơn. (Nguồn: Texas Instruments)
Một trong những lợi ích lớn nhất của danh mục đầu tư mới là giảm thời gian điều chỉnh từ vài tuần xuống dưới 10 phút thông qua khả năng kiểm soát thời gian thực và khả năng động, chuyển thành phản hồi tốc độ hệ thống nhanh hơn. Cũng góp phần tăng tốc thời gian thiết kế là khả năng tự trích xuất các thông số động cơ và tự động điều chỉnh vòng điều khiển hiện tại.
“Từ quan điểm hiệu suất âm thanh, chúng tôi có rất nhiều tính năng được tích hợp vào sản phẩm này. Tôi đang nói về một vài thứ như bù thời gian chết tự động và về cơ bản là bản thân FOC,” anh nói. “Cách chúng tôi điều khiển động cơ này và cách chúng tôi điều khiển nó đã cho chúng tôi thấy trong phòng thí nghiệm rằng chúng tôi thực sự có thể giảm tiếng ồn xuống một tỷ lệ lớn. Trong ví dụ cụ thể này, chúng ta đang nói về 2 dBA ở một trong những máy tính xách tay yên tĩnh nhất hiện có. Ngay cả trong môi trường phòng thí nghiệm không cần điều chỉnh quá mức, trong trường hợp này, các động cơ này vẫn chạy ở mức thấp hơn khoảng 16 đến 20 phần trăm nhưng chúng tôi có IP trong phòng thí nghiệm có thể giảm mức đó xuống 50 phần trăm hoặc thậm chí hơn.”
Đồng thời, tổng quy mô giải pháp có thể được triển khai nhỏ hơn tới 70%, ông nói thêm.
“Mức độ tích hợp mà chúng tôi có trong MCF8316, trí thông minh được tích hợp sẵn, khả năng chẩn đoán và khả năng mạnh mẽ, mức độ tích hợp này là những gì cho phép chúng tôi đạt được loại cải tiến về kích thước này.”
Click để xem ảnh rõ hơn. (Nguồn: Texas Instruments)
Trình điều khiển động cơ MCF8316A và MCT8316A
Trình điều khiển động cơ điều khiển hình thang không cảm biến MCF8316A và trình điều khiển động cơ FOC không cảm biến MCT8316A tích hợp ba trình điều khiển cổng và sáu trình điều khiển phía cao và phía thấp mosfet với 50 mΩ điện trở trạng thái (RDS(on)) mỗi cái, khiến chúng trở thành trình điều khiển động cơ BLDC đầu tiên cung cấp công suất lên tới 70 W với dòng điện cực đại 8 A cho hệ thống 12 và 24-V, theo TI. Các thành phần tích hợp khác bao gồm tỷ lệ bỏ học thấp điều chỉnh, bộ điều chỉnh giảm dần DC/DC và bộ khuếch đại cảm nhận dòng điện, loại bỏ tới 18 mạch tích hợp rời rạc.
TI cho biết, trình điều khiển động cơ MCT8316A có thể đạt tốc độ điện động cơ tối đa là 3.5 kHz, nhanh hơn bất kỳ trình điều khiển động cơ không cảm biến, không mã hóa nào khác, khiến nó phù hợp cho các ứng dụng như máy hút bụi robot yêu cầu điều khiển động cơ nhanh và chính xác.
Click để xem ảnh rõ hơn. (Nguồn: Texas Instruments)
TI cũng tuyên bố cả hai thiết bị này đều là thiết bị đầu tiên trong ngành cung cấp phương pháp giảm tốc chủ động động cơ một cách nhanh chóng và có kiểm soát, cho phép các kỹ sư dừng động cơ nhanh hơn 50% so với các kỹ thuật điều khiển động cơ truyền thống. Chúng cũng có thể dừng động cơ mà không cần bơm năng lượng trở lại đường ray, giúp bảo vệ hệ thống khỏi bị hư hỏng.
Soundarapandian cho biết: “Chúng tôi có một số kỹ thuật khá phức tạp được tích hợp để thực hiện việc giảm tốc có kiểm soát, nhanh hơn khoảng 50% so với các kỹ thuật điều khiển truyền thống và chúng tôi tin rằng đây là thứ sẽ rất hữu ích cho các nhà thiết kế trong tương lai”.
Theo Soundarapandian, trình điều khiển động cơ MCF8316A và MCT8316A BLDC bao gồm một bộ thuật toán điều khiển chuyển mạch độc đáo giúp loại bỏ nhu cầu phát triển và đủ điều kiện phần mềm điều khiển động cơ, giúp loại bỏ nhiều tháng thời gian thiết kế. Các thuật toán, kết hợp với khả năng tích hợp cao, cho phép các trình điều khiển động cơ này quản lý các chức năng quan trọng như phát hiện lỗi động cơ và thực hiện các cơ chế bảo vệ để tăng độ tin cậy của hệ thống.
Ngoài ra, bộ điều khiển động cơ sử dụng công nghệ không cảm biến để xác định vị trí rôto, giúp loại bỏ nhu cầu sử dụng cảm biến Hall bên ngoài, cuối cùng là giảm chi phí hệ thống và tăng thêm độ tin cậy.
Theo ghi nhận của Soundarapandian, bộ điều khiển động cơ MCF8316A thông minh hoặc tự trích xuất các thông số động cơ, giúp các nhà thiết kế có thể điều chỉnh nhanh chóng một động cơ. Nó cũng giúp mang lại hiệu suất hệ thống nhất quán bất kể các biến thể của nhà sản xuất động cơ. Ngoài ra, các nhà thiết kế có thể điều chỉnh động cơ chỉ bằng năm chân phần cứng, đơn giản hóa hệ thống bằng cách loại bỏ nhu cầu về giao diện vi điều khiển.
Cả hai trình điều khiển động cơ BLDC đều cung cấp khả năng điều khiển thời gian thực tiên tiến để tăng hiệu suất âm thanh trong các ứng dụng như máy lọc không khí, tủ lạnh, máy giặt và quạt. MCF8316A bao gồm kỹ thuật bù thời gian chết tự động chính xác giúp bù lại độ méo hiện tại để cho phép các kỹ sư tối ưu hóa hiệu suất âm thanh của động cơ và kỹ thuật điều khiển hình thang thay đổi mà các nhà thiết kế có thể sử dụng để giảm tiếng ồn của động cơ.
Các phiên bản tiền sản xuất của MCF8316A và MCT8316A chỉ có trên TI.com dưới dạng gói không chì phẳng 40 chân, 5 × mm. Giá khởi điểm là 1.75 USD với số lượng 1,000. TI sẽ trình diễn MCF8316A và MCT8316A trong TI Live! Sự kiện ảo Tech Exchange, ngày 27-29 tháng 2021 năm XNUMX.
về Texas Instruments