A próxima geração de drivers de motor DC sem escova: TI's MCF8316A e MCT8316A

Hoje, temos aparelhos capazes de realizar tarefas fisicamente desgastantes não apenas melhor e mais rápido do que podemos, mas também projetados para serem sensíveis à nossa presença. Os aspiradores robóticos são apenas um desses dispositivos incríveis que exibem essa inteligência ambiente (AmI), ao precisar de uma adega climatizada manutenção

No entanto, essas melhorias em nossa qualidade de vida dependem do avanço contínuo da tecnologia que as impulsiona. E para muitos desses produtos, isso significa melhores drivers de motor DC sem escova, como o MCF8316A e o MCT8316A da Texas Instruments .

Usos e aplicações de motores DC sem escova

Os motores elétricos são essenciais para praticamente todos os produtos que requerem movimento. Embora várias opções estejam disponíveis, como motores de indução, servo motores e motores DC com escova, motores DC sem escova ou BLDCs tornaram-se a escolha preferencial, especialmente para produtos domésticos e eletrodomésticos, devido aos seus muitos atributos favoráveis.

Atributos de motores BLDC

Alta eficiência

Longo ciclo de vida operacional

Alta velocidade

Operação silenciosa

Melhor velocidade vs. característica de torque (em comparação com motores DC com escova)

A gama de usos para os quais os motores BLDC podem ser empregados é extensa e inclui o seguinte:

Aplicativos BLDC

Electrodomésticos

Eletrônicos de consumo

Equipamento industrial

HVAC

Sistemas automotivos

Dispositivos médicos

As máquinas CC de indução e comutação escovada são capazes de operação em velocidade constante sem controle externo. No entanto, para máquinas inteligentes onde a velocidade variável é necessária, um controlador é necessário. Os BLDCs oferecem um serviço mais eficiente, mais silencioso e mais longo do que essas alternativas.

Controle convencional de BLDC

As características mais importantes do motor para o controle do motor são o torque (𝜏) e a velocidade (𝜔), que determinam a potência de saída ( Pm ), de acordo com a Eq. 1 e mostrado na imagem abaixo.

Pm = 𝜏𝜔 (1)

Gráfico de parâmetros de controle BLDC

Características operacionais do BLDC

Dependendo da aplicação do BLDC, torque, velocidade e proteção podem ser a prioridade para o motorista. Em ambos os casos, os sensores fornecem o status do motor, gerando sinais de controle para ajustar a velocidade, posição e / ou torque do motor, alterando a tensão e a corrente de entrada. Exemplos da relação entre os sensores de campo e Hall para um motor 3ϕ BLDC são mostrados abaixo.

Exemplos de relação campo-sensor para controle BLDC

Exemplos de tensão e corrente de campo de controle BLDC

O modelo de controle acima foi bem-sucedido e contribuiu para diminuir os custos e aumentar o uso dos motores BLDC; no entanto, a paisagem está se expandindo, enfatizando atributos como aumento de potência, operação mais silenciosa e menor demanda por controle mais avançado.

Elevando a fasquia para drivers de motor DC sem escova

Felizmente, novos controladores foram desenvolvidos pela Texas Instruments (TI) que não apenas abordam com sucesso o uso de motores BLDC para aplicações mais exigentes, mas também melhoram o ciclo de desenvolvimento para colocar seu produto no mercado. Dois deles são os drivers de motor DC sem escova MCF8316A e MCT8316A, mostrados abaixo.

Diagrama do driver do motor TI MCF8316a BLDC

Visão geral do driver do motor TI MCF8316a BLDC

Diagrama do driver do motor TI MCT8316a BLDC

Visão geral do driver de motor TI MCT8316a BLDC

O MCF8316A e o MCT8316A são membros da família TI de drivers BLDC sem sensor de controle de 70W. O MCF8316A é um driver BLDC de controle orientado a campo sem sensor, enquanto o MCT8316A é um driver BLDC de controle trapezoidal sem sensor. Esses controladores de última geração cortam a dependência dos sensores Hall, o que reduz a complexidade e os requisitos de HW associados ao projeto do controlador convencional.

Além disso, esses drivers de controle integrados sem sensores podem ser implementados com um layout PCB compacto que promove a utilização em pequenos dispositivos. Outro avanço importante, visto que a operação silenciosa é um atributo preferido - um requisito principal para dispositivos, como aparelhos em que a melhor experiência AmI é um objetivo - é o desempenho acústico amplamente melhorado em relação às alternativas convencionais.

Esses drivers também podem ser implementados em aplicações sensíveis onde a falha do BLDC pode apresentar danos ao motor e / ou questões de segurança. Ambos os controladores possuem desligamento por superaquecimento, bloqueio por sobretensão e subtensão, bloqueio da fonte de alimentação e bloqueio por subtensão da bomba de carga que fornece proteção automática. Além disso, as informações de falha são armazenadas e acessíveis a partir de registros internos.

Como Avançar Seu Próximo Projeto de Motorista BLDC

Além de melhorar a operação e apoiar a tendência de ampliar o uso de BLDCs, os novos drivers da TI, o MCF8316A e o MCT8316A, também têm como objetivo melhorar o desenvolvimento de seu produto, mitigando as atividades mais tediosas e demoradas. Isso permite um processo de design otimizado.

Otimização do projeto do driver do motor BLDC

Vá sem sensor O

FOC sem sensor e o controle trapezoidal eliminam os custos de componente, tamanho e tempo associados ao uso de sensores Hall.

Minimize o fator de forma

Os drivers estão disponíveis em um pacote de 40 pinos de 5 mm x 7 mm que pode economizar até 70% no espaço da placa.

Elimine os requisitos de programação

Os drivers avançados da TI oferecem uma solução de controle de motor BLDC sem código que ajuda a reduzir o tempo de ativação.

Acelere o tempo de ajuste do motor

Os drivers MCF8316A e MCT8316A da TI não requerem microprocessadores - que são típicos para placas de controle do motor - portanto, nenhuma codificação é necessária. Em vez disso, o controle é implementado por meio de configurações de registro e os motores podem ser ajustados em minutos .

O MCF8316A e o MCT8316A da TI elevam o design, a operação e as possibilidades de aplicação do BLDC a um novo nível. Para obter informações mais detalhadas sobre esses drivers de motor CC sem escova avançados, consulte a folha de dados MCF8316A e a folha de dados MCT8316A .

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