杏彩体育官网_浅谈从直流有刷电机到直流无刷电机驱动  童年的四驱车几乎是我们第一次近距离接触马达。想必有动手能力强一些的小伙伴还拆过,改装过

来源:杏彩体育官网   发布时间: 2024-12-23 10:03:20   点击量:1   

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  童年的四驱车几乎是我们第一次近距离接触马达。想必有动手能力强一些的小伙伴还拆过,改装过马达吧。其实它就是一种结构标准的直流有刷电机(BDC)。

  如上图所示,4颗MOS管与马达共同组成一个形似H的结构。通过控制4颗MOS管的通断对电机进行驱动。

  当A和C闭合,B和D断开,或者当B和D闭合,A和C断开时,直流电机不旋转。且因为短路产生反向电动势,所以抑制了电机的惯性旋转。

  BDC驱动芯片,各厂家结构大同小异。接下来,以TIDRV8251A为例,简单介绍一下BDC电机驱动芯片。如上图所示,芯片内部集成了电压,电流检测,外部shunt电阻和集成电流镜,PWM控制接口,并集成保护电路。通过增加Charger Pump使得N-ChannelMOSFET半桥以及100%占空比驱动来提高效率。

  在IPROPI引脚上的采用内部电流镜结构实现电流的感应和调节。无需并联大功率电阻,节约板面积降低BOM成本。同时IPROPI电流传感输出给MCU可以检测电机失速或负载条件变化。

  众所周知火星地表环境恶劣,地形复杂,对火星车驱动的灵活性要求极高。相对美国好奇号火星车的六只车轮中只能控制其中前后两对车轮独立转向,中国的祝融号火星车每只车轮都可以进行独立驱动和独立转向,在火星充满未知的极端环境下拥有更为优异的脱困性能,其中直流无刷电机功不可没。

  无刷电机取消了电刷,采取电子换向,线圈不动,磁极旋转。通过霍尔传感器感知永磁体的位置适时切换线圈中电流的方向,确保产生正确方向的磁力驱动电机。因为没有电刷这个物理结构,无刷马达的寿命较有刷马达有了大幅提升。同样因为是电子换向,方便通过无刷电机控制驱动器,可以实现调整电源切换角,制动电机,电机反转,锁止等功能,也使得无刷马达的控制精度较有刷马达大幅提升。所以,要求电池供电,大功率,大扭矩,小体积,长寿命,高精度的直流无刷电机就成为火星车驱动轮最合适的选择。

  直流无刷电机(BLDC)的驱动电路主要是使用三相逆变电路实现的。而三相逆变电路的实现一般通过半桥MOS电路搭建。

  方波控制使用霍尔传感器或者无感估算算法获得电机转子的位置,然后根据转子的位置在360°的电气周期内,进行6次换向。每个换向位置电机输出特定方向的力,所以方波控制的位置精度是电气60°。由于在这种方式控制下,电机的相电流波形接近方波,所以称为方波控制。优点是控制算法简单、硬件成本较低,使用性能普通的便能获得较高的电机转速;缺点是转矩波动大、存在一定的电流噪声、效率达不到最大值。方波控制适用于对电机转动性能要求不高的场合。

  FOC(Field-Oriented Control)即磁场定向控制。正弦波控制实现了电压矢量的控制,间接实现了电流大小的控制,但是无法控制电流的方向。FOC控制方式是正弦波控制的升级版本,实现了电流矢量的控制,也即实现了电机定子磁场的矢量控制。这是目前无刷电机(BLDC)和永磁电机(PMSM)最高效的控制方法。

  TRINAMIC的设计理念是尽可能将针对电机的运动控制硬件化,有效缩短开发周期,减少产品设计BOM(物料清单),缩短产品投放时间。

  FOC常应用在家电变频控制和机器人的伺服控制。上图是通用的家电变频控制框图,只需要对速度做实时控制,所以最外部环路只有速度环,不需要位置环。

  电流环:因为电流解耦后有 id 和iq 两个实时直流量,所以需要2路电流环:d轴电流环和q轴电流环。电流环控制一般使用PI。PI包括参考输入和实时反馈输入。

  速度环:类似于电流环,需要参考目标速度We* 和实时转速We, We目标转速是FOC控制以外给定的, 实时转速We可以通过位置估算器得到。速度环的输出iq。

  位置估算器:家电变频控制一般没有位置传感器,所以需要软件算法去估算,一般算法包括PLL锁相环方式 和滑模控制, 核心都是软件建立电机模型去估算速度和位置。

  电压反变换:转换Vd 和Vq到Va, Vb, Vc跟电流解耦刚好相反,从直流量转到相位差120度的三相正弦电压。

  TRINAMIC的运动控制解决方案目前广泛应用于3D打印,家庭自动化,工业自动化,机器人和AVG小车,Lab automation,医疗健康设备,电动工具以及消费类产品等领域。

  在同步降压电源应用中,降低MOSFET导通电阻对同步整流器而言十分关键,因为多数情况下,快速恢复式整流电流通过MOSFET通道电阻所造成的功率损耗是总功耗中最大的一部分。然而,其他一些因素也不容忽视。 ---较高的门极驱动电压电平可将更多电荷充入MOSFET的栅极-源极(gate-to-source)连接点,从而在MOSFET驱动器级造成了更大的损耗。此外,较高的门极充电需求还会造成更长的升降时间,这将在同步降压转换器的高侧MOSFET内影响开关损耗。为了提高效率,施压应用于驱动MOSFET门极,以使增加的门极电荷与开关损耗小于其通过降低Rds(ON)所节省的功率。例如,如果高侧MOSFET增加0.5W的功耗,而同步M

  作者:Chris Golembeski 文章来源:MajorHiFi 音频技术公司xMEMS的团队本周来到位于曼哈顿的MajorHiFi办公室,对即将完成的一个项目进行了初步总结。那么,这项广受关注的技术是什么呢?它是固态硅驱动器。该驱动器不是平面驱动器,也绝对不是动态驱动器。而是一个即将面世的全新产品,并且可能会比人们的预想更快地得到大规模应用。xMEMS即将发布重大公告,这里先不予以透露,但我们会深入探讨xMEMS的驱动器/微型扬声器所涉及的基本概念,以及听众未来对IEM(In-Ear Monitor,入耳)和无线耳机的期望。 xMEMS固态硅驱动器有何特别之处? 在演示之前,先来看看这款驱动器——仅1毫米厚、

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  目前,硬盘驱动器采用的主流接口是高技术配置接口标准(ATA),即IDE接口,而且绝大多数硬盘驱动器都采用了并行ATA接口。部分硬盘驱动器同时也支持CF (Compact Flash)规范、安全数字输入/输出(SDIO)标准和串行ATA规范。由于并行ATA和CF是便携手持市场的最普遍的两个标准,因此本文侧重讨论这两个规范。CF 3.0规范能够在与标准IDE完全相同的真IDE模式下操作。与CF2.1相比,CF3.0增加了极端直接内存访问(Ultra DMA)模式。 通常,硬盘驱动器并不需要支持所有的模式。目前,1.8英寸硬盘能够支持所有的模式,1英寸硬盘能支持到UDMA4模式。考虑到便携消费类市场对尺寸和功耗的要求,因此本

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  0 引 言 μClinux是针对嵌入式控制领域的操作系统,它继承了Linux内核的绝大部分特性,专为没有内存管理单元MMU的嵌入式微处理器而设计。它内核小,效率高,源代码开放,包含了完整的TCP/IP网络协议。ADSP-BF533是ADI公司Blackfin系列的高速数字信号处理器芯片。Blackfin系列是ADI与Intel联合开发的体现高性能体系结构的首款DSP产品,16位定点DSP内核,新型指令结构,支持C/C++编程,主频达600 MHz,内核电压1.2 V,具有动态电源管理能力,功耗低,扩展能力强,被广泛应用于各种信号处理。 这里使用基于Blackfin ADSP-BF533微处理器的μClinux开发板,

  程序实现 /

  获悉,日本电产公司将投入约 1000 亿日元(约合人民币 65 亿元)在中国大连新建驱动电机的研发基地。基地将以纯电动汽车用电机为核心,计划在 2021 年投入运行。 该研发基地技术人员数量预计将达 1000 人,除了研发纯电动汽车用驱动马达之外,还将研发用于家电产品等的马达。 日本电产在中国市场已经规划了两大生产基地,预计在 2021 年底,日本电产在国内三合一电驱动总成产能达到 460 万以上(大连工厂 360 万+平湖工厂 100 万)。 电产这一举措,正值其全球竞争对手也在争相扩大在华业务。德国集团计划 2021 年在天津设立研发中心,而另一家德国供应商博世也与当地一家公司合作供应电动汽车发动机。

  电机研发基地 /

  LED是一种能效比白炽灯高得多的光源,但它们要求专用电子驱动电路,确保不遭受过大应力,从而使它们继续提供产品规格中所宣称的长寿命。通过设计新的照明方案,LED的紧凑尺寸使其能够置于柔性灯条中,易于隐藏在橱柜或楼梯中。如果在设计参数范围内工作且不遭受过大应力,LED的使用寿命能比白炽灯泡长100倍。 LED的主要工作参数相对简单:保持LED电流恒定,且低于能够承受的最大电流。如果驱动电路以LED的规格维持工作,它们的光输出将恒定,使用寿命将超过5万小时。 建筑物及室内照明灯具的设计针对的是在全球所有地区工作,需要遵从全球规范。灯具需要以50或60 Hz频率在85 VAC至265 VAC的完整通用电压规格范围内工作。传统电源提供精确的

  电路 /

  在工业机器人出现的初期,由于其运动大多采用曲柄和导杆等杆件机构,所以大多使用液压驱动和气压驱动方式。液压驱动系统通常由液动机 (各种油缸、油马达)、伺服阀、油系、油箱等组。

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