家用電器給人們?nèi)粘I顜?lái)很大方便,但是,各種電器的噪音交織在一起所帶來(lái)的危害也不容忽視。舉個(gè)例子,冰箱的噪聲在40-43dBA,微波爐在55-59dBA,而料理機(jī)的噪聲高達(dá)93-100dBA,事實(shí)上這些噪音交織在一起并不亞于汽車(chē)的鳴笛聲,由此改善噪音就成了非常重要課題。另一方面,除了噪音外,能效也是消費(fèi)者在購(gòu)買(mǎi)家電產(chǎn)品不可忽視的問(wèn)題。據(jù)悉,全球有45%的能量被電機(jī)消耗掉了,那如何提高電機(jī)的效率呢?業(yè)界認(rèn)為將傳統(tǒng)的交流感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)換為BLDC電機(jī)是很好的方案,但其實(shí)驅(qū)動(dòng)BLDC系統(tǒng)控制并不簡(jiǎn)單,開(kāi)發(fā)周期也長(zhǎng)。另外由于系統(tǒng)的復(fù)雜,需要的電路板以及器件也變的越來(lái)越多。舉個(gè)例子設(shè)計(jì)BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,需要類(lèi)似于變頻器的電路板,要做電流采樣,開(kāi)關(guān)器件的切換等等,不僅如此電路板的尺寸也會(huì)變大。而且系統(tǒng)成本方面也相應(yīng)增加。為了解決以上挑戰(zhàn),德州儀器
(TI)推出了業(yè)內(nèi)先進(jìn)的70W無(wú)刷直流 (BLDC) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,TI 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器業(yè)務(wù)部總經(jīng)理Kannan
Soundarapandian先生表示:“這款70W無(wú)刷直流 (BLDC) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,用于提供無(wú)需編程無(wú)傳感器的梯形和磁場(chǎng)定向控制
(FOC)。工程師能夠在10分鐘內(nèi)啟動(dòng)BLDC電機(jī),為工程師設(shè)計(jì)各種工業(yè)系統(tǒng)(如大型和小型家用電器)和醫(yī)療應(yīng)用(如呼吸機(jī)和持續(xù)氣道正壓通氣機(jī)器)減少了數(shù)周的設(shè)計(jì)時(shí)間。通過(guò)集成實(shí)時(shí)控制功能和包括MOSFET在內(nèi)的多達(dá)18個(gè)分立式元件,新驅(qū)動(dòng)器加快了系統(tǒng)響應(yīng),并縮小高達(dá)70%的布板空間,同時(shí)提供出色的聲學(xué)性能。“
無(wú)需編程:與傳統(tǒng)無(wú)需編程方案相比,TI新推出的這款產(chǎn)品可以將啟動(dòng)BLDC電機(jī)的時(shí)間縮短到10分鐘,而傳統(tǒng)上一般來(lái)講,一個(gè)資深的電氣工程師去調(diào)諧一個(gè)電機(jī),也需要花費(fèi)數(shù)周或數(shù)月的時(shí)間。
實(shí)時(shí)控制:新器件可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)減速,提供快速的實(shí)時(shí)控制,從而防止總線電壓浪涌。一方面它能夠快速響應(yīng)客戶(hù)目標(biāo)設(shè)定的變化,另一方面可以應(yīng)對(duì)外部復(fù)雜的變化。比如當(dāng)吸塵器在地上碰到了大的負(fù)載或者障礙物,負(fù)載突然加重時(shí),使用實(shí)時(shí)控制,吸力不會(huì)發(fā)生變化。該功能,可以實(shí)時(shí)檢測(cè)總線電壓,同時(shí)可以動(dòng)態(tài)地調(diào)整降速的比例,始終保持總線電壓是安全的,通過(guò)這種方式,可以實(shí)現(xiàn)降低轉(zhuǎn)速,保證總線電壓不超標(biāo),并且降速時(shí)間比傳統(tǒng)時(shí)間快50%。
從源頭消除噪聲:降低噪音最根本的方式就是從源頭把這個(gè)噪聲消除,TI提供先生的算法來(lái)降低噪音的產(chǎn)生。該芯片提供必要的調(diào)諧功能,從啟動(dòng)方法到閉環(huán)操作全流程上優(yōu)化電機(jī)的噪聲性能。
導(dǎo)致產(chǎn)生噪聲的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題是死區(qū)時(shí)間插入,這會(huì)導(dǎo)致電流波形失真。其中MCF8316A集成了死區(qū)時(shí)間補(bǔ)償,以消除驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)由于死區(qū)時(shí)間造成的失真。
本次推出兩款新產(chǎn)品,分別是MCF8316A和MCT8316A。前者采用磁場(chǎng)定向控制技術(shù),后者梯形控制技術(shù),無(wú)需傳感器,通過(guò)這兩款產(chǎn)品,可以把整個(gè)電機(jī)方案的尺寸減少70%。
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MCF8316A磁場(chǎng)定向控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間,Kannan解釋說(shuō),MCF8316A可智能地提取電機(jī)參數(shù),使設(shè)計(jì)人員能夠快速調(diào)優(yōu)電機(jī),同時(shí)提供一致的系統(tǒng)性能,而不受電機(jī)制造差異的影響。通過(guò)MCT8316A無(wú)傳感器梯形控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,設(shè)計(jì)人員僅需五個(gè)硬件引腳即可對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)優(yōu)。由于無(wú)需微控制器接口,因此可簡(jiǎn)化系統(tǒng),加速設(shè)計(jì)時(shí)間。
另外其具備出色的聲學(xué)性能,與傳統(tǒng)的控制方式相比,MCF8316A在驅(qū)動(dòng)筆記本電腦風(fēng)扇時(shí)可以將噪聲降低多達(dá)2dBA。那么如何實(shí)現(xiàn)噪音的優(yōu)化呢?MCF8316A包括一項(xiàng)獲得專(zhuān)利的精密自動(dòng)死區(qū)時(shí)間補(bǔ)償技術(shù),可補(bǔ)償電流失真,使工程師能夠優(yōu)化電機(jī)聲學(xué)性能。
MCT8316A無(wú)傳感器梯形控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器簡(jiǎn)化了接口設(shè)計(jì),一般來(lái)說(shuō)大部分的電機(jī)控制芯片都要配備微控制器(MCU),MCU可以發(fā)出指令,監(jiān)控速度,完成閉環(huán)控制。而TI這款芯片自動(dòng)帶閉環(huán)控制,無(wú)需使用MCU,使你的系統(tǒng)更加簡(jiǎn)化。它使用5個(gè)硬件接口就可以進(jìn)行配置、控制,實(shí)現(xiàn)速度閉環(huán)和扭矩的控制。
電路板尺寸降低70%
通常電機(jī)驅(qū)動(dòng)至少包含三個(gè)部分:MCU,MOSFET功率器件,門(mén)級(jí)驅(qū)動(dòng)。傳統(tǒng)的70W
BLDC電機(jī)方案有全分立式方案,即MCU、門(mén)級(jí)驅(qū)動(dòng)電路、MOSFET都是獨(dú)立的,該方案大約需要28個(gè)器件,面積約7平方厘米。另外局部集成方案,為了節(jié)省面積,市面上也采用部分的集成方案,比如將門(mén)級(jí)驅(qū)動(dòng)集成,或者是把門(mén)級(jí)驅(qū)動(dòng)和MCU集成。
而MCF8316A和MCT8316A實(shí)際上做了更大的集成,將MOSFET以及電機(jī)控制部分,周邊的電流采樣,信號(hào)采集等功能,全部集成在一款芯片里,面積僅有2平方厘米,周邊的器件由28個(gè)降低為10個(gè),這便是該芯片如何把電路板尺寸降低70%的根本原因。
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封裝、供貨情況
TI.com.cn專(zhuān)供采用40引腳5mm×7mm
QFN封裝的預(yù)量產(chǎn)版本MCF8316A和MCT8316A。TI.com.cn上還提供了多種付款方式和發(fā)貨方式。
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