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如何使用高度集成的 IC 快速啟動無刷直流電機(jī)控制設(shè)計

1946861 2022-11-24 | pdf | 420.49KB | 次下載 | 免費

資料介紹

由于在很大程度上受物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 和汽車電氣化的推動，機(jī)械系統(tǒng)加速轉(zhuǎn)向電子控制，設(shè)計人員正在將低功率電機(jī)應(yīng)用于家用電器、門鎖、和遙控百葉窗，到汽車泵、座椅、窗戶和門。這些直流電動機(jī)的額定值從小的亞分?jǐn)?shù)馬力到多馬力不等，它們無處不在，但往往不為人知。由于在很大程度上受物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 和汽車電氣化的推動，機(jī)械系統(tǒng)加速轉(zhuǎn)向電子控制，設(shè)計人員正在將低功率電機(jī)應(yīng)用于家用電器、門鎖、和遙控百葉窗，到汽車泵、座椅、窗戶和門。這些直流電動機(jī)的額定值從小的亞分?jǐn)?shù)馬力到多馬力不等，它們無處不在，但往往不為人知。雖然電機(jī)的改進(jìn)以及更好和更易于使用的電機(jī)控制技術(shù)正在幫助這種快速普及，但設(shè)計人員仍然面臨著提高效率和降低成本的持續(xù)壓力，同時還要實現(xiàn)更高的精度和更高的可靠性。雖然電機(jī)的改進(jìn)以及更好和更易于使用的電機(jī)控制技術(shù)正在幫助這種快速普及，但設(shè)計人員仍然面臨著提高效率和降低成本的持續(xù)壓力，同時還要實現(xiàn)更高的精度和更高的可靠性。無刷直流 (BLDC) 電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)（另一種無刷直流電機(jī)）的變體可以幫助設(shè)計人員滿足這些日益苛刻的性能和成本目標(biāo)，但前提是要仔細(xì)考慮電機(jī)控制器和電機(jī)驅(qū)動電路。控制器必須向電機(jī)的電子驅(qū)動開關(guān)（通常是 MOSFET）提供合適的驅(qū)動信號，并以精心控制的時序和持續(xù)時間進(jìn)行。它還必須控制電機(jī)的上升/下降軌跡，以及檢測和適應(yīng)電機(jī)或負(fù)載不可避免的軟問題和硬故障。無刷直流 (BLDC) 電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)（另一種無刷直流電機(jī)）的變體可以幫助設(shè)計人員滿足這些日益苛刻的性能和成本目標(biāo)，但前提是要仔細(xì)考慮電機(jī)控制器和電機(jī)驅(qū)動電路。控制器必須向電機(jī)的電子驅(qū)動開關(guān)（通常是 MOSFET）提供合適的驅(qū)動信號，并以精心控制的時序和持續(xù)時間進(jìn)行。它還必須控制電機(jī)的上升/下降軌跡，以及檢測和適應(yīng)電機(jī)或負(fù)載不可避免的軟問題和硬故障。本文著眼于控制 IC 為 BLDC 電機(jī)提供的功能。它全面介紹了 BLDC 電機(jī)的電氣屬性，并解釋了復(fù)雜的控制器如何使用本文著眼于控制 IC 為 BLDC 電機(jī)提供的功能。它全面介紹了 BLDC 電機(jī)的電氣屬性，并解釋了復(fù)雜的控制器如何使用Renesas Renesas RAJ306010RAJ306010系列電機(jī)控制 IC 使 BLDC 電機(jī)滿足應(yīng)用目標(biāo)。系列電機(jī)控制 IC 使 BLDC 電機(jī)滿足應(yīng)用目標(biāo)。電機(jī)控制路徑和電機(jī)電機(jī)控制路徑和電機(jī)從運(yùn)動控制軟件到電機(jī)的路徑包括運(yùn)行軟件的處理器、電機(jī)電源開關(guān)設(shè)備的柵極驅(qū)動器和電機(jī)（圖 1）。還可能存在從電機(jī)傳感器通過模擬前端返回處理器的路徑，提供有關(guān)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置或速度的信息以確認(rèn)性能并關(guān)閉反饋回路。從運(yùn)動控制軟件到電機(jī)的路徑包括運(yùn)行軟件的處理器、電機(jī)電源開關(guān)設(shè)備的柵極驅(qū)動器和電機(jī)（圖 1）。還可能存在從電機(jī)傳感器通過模擬前端返回處理器的路徑，提供有關(guān)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置或速度的信息以確認(rèn)性能并關(guān)閉反饋回路。圖 1：今天的電機(jī)控制始于作為固件嵌入處理器中的軟件控制柵極驅(qū)動器，柵極驅(qū)動器反過來將電源切換到電機(jī)繞組；也可能有一個從電機(jī)到處理器的傳感器驅(qū)動的反饋回路。（圖片來源：瑞薩電子）圖 1：今天的電機(jī)控制始于作為固件嵌入處理器中的軟件控制柵極驅(qū)動器，柵極驅(qū)動器反過來將電源切換到電機(jī)繞組；也可能有一個從電機(jī)到處理器的傳感器驅(qū)動的反饋回路。（圖片來源：瑞薩電子）設(shè)計人員的直流驅(qū)動無刷電機(jī)有兩種主要選擇：BLDC 電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)。兩者的功能都?xì)w功于其內(nèi)部永磁體之間的磁相互作用及其電磁線圈的切換。選擇使用這兩者中的哪一個取決于它們相對于預(yù)期應(yīng)用的相對優(yōu)缺點。設(shè)計人員的直流驅(qū)動無刷電機(jī)有兩種主要選擇：BLDC 電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)。兩者的功能都?xì)w功于其內(nèi)部永磁體之間的磁相互作用及其電磁線圈的切換。