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TI嵌入式智能技术提高电机效率 加速从有刷到无刷的转型

导读: 在基于MCU的数字电机控制方面,重点创新包括自动化电机控制;差异化工具;不同系统的匹配性与安全性。

  “目前已经到了电机效率飞跃提升的转折点,这意味着更高的性能、更长的电池使用寿命、更紧凑的外形设计与更低的功耗。TI将通过控制算法、数字速度及转矩控制环路等嵌入式智能技术提高电机效率,帮助市场从有刷到无刷电机的加速转型。”——TI中国区半导体事业部市场推广经理李志林在8月10日于北京的媒体沟通会上表示。

  TI的定制电机解决方案系列基于通用开发平台,支持各种电机类型,包括完整的电机系统解决方案支持模拟与嵌入式处理功能,如ADC、电流感应放大器、高电压隔离与电源等。集成型DRV8x电机驱动器可缩短产品上市时间,简化设计,提供片上保护功能。还有高性能、超低功耗的C2000、MSP430、Stellaris ARM Cortex M3 MCU。支持和工具包括参考设计、EVM、模块化控制器卡、源代码库、集成型开发环境工具等。

  在模拟电机驱动器方面,TI未来的重点创新有:1.嵌入式控制,芯片里集成相位检测和控制功能;2.先进的控制算法,例如,电机控制的16位MCU里移植了前期技术研发中心Kilby电机实验室开发的精简指令FOC算法,可提高控制精度,并降低噪声。3.数字控制环路;4.更高的集成度,如电流环路检测和隔离电路等;5.改进的动作属性引擎与性能,电机的精确度、线性度更高,例如要往256细分,或者半流,电机可全电流运行,但在减少运行或不运行时,把电流降下来。

  在基于MCU的数字电机控制方面,重点创新包括自动化电机控制;差异化工具;不同系统的匹配性与安全性。

  李志林强调:“DRV8x集成型电机驱动器是我们的重点技术方案,它相对分立式解决方案的优势为:设计方便,启动时间快,封装小,材料成本低,过流、过热、欠压保护功能强。”

  DRV8x最高支持60V/60A,含MCU、软件和驱动器套件。1.步进驱动器的工作电压为2.75V到52V;电流为12A;支持256个以上微步进,有分度器、相位启用、PWM、串行控制。2.有刷DC驱动器的工作电压为2.75V到52V;电流为24A;浪涌电流保护;有相位启用、PWM、串行控制。3.无刷DC驱动器的工作电压为8到60V;电流为13A,把MOSFET集成在里面,封装之后电流可以到24A。前置驱动器支持60A的电流。

  2011年第二季度推出了8款高电源效率和高散热效率的DRV8系列产品,接口方式不一样。DRV8813有相位启用功能,电流为2.5A,可以做到4倍细分。DRV8829的电流是5A,做到半个步进,两个8829的电压在40V以上,是32细分。DRV8825采用Index细分,规定的电机最高分辨率是0.9度或1.8度,里面有不同的相,加不同幅度的电流,在1.8度区间内再细分。

  有刷驱动器DRV8814的电流为2.5A,两个有刷驱动器,DRV8840是5A,有浪涌电流保护。步进或有刷驱动器DRV8841的电流为2.5A,2个有刷驱动器,4倍细分。DRV8842的电流是5A,半个步进,32倍细分。DRV8843的电流是2.5A,两个有刷驱动器,4倍细分。

  整个套件算法支持无传感器FOC或无传感器/传感器梯形波三种控制方式,可以为三相电机实现快速开发。DRV8312具有稳健可靠的逐周期过流、过温、短路及欠压保护功能。DSP的峰值200W。主要用在驱动医疗泵、自动门、升降机和小型泵。

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