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车载电机驱动的技能趋势

1 前言      近年来,环境问题日趋严峻。在这种背景下,汽车的 油耗法规要求越来越严苛,以怠速停止车辆为首,混合动力 汽车、电动汽车的开发进程加速,并开始普及。与此同时, 传统的油压控制(引擎动力

1 前语
     近年来,环境问题日趋严峻。在这种布景下,轿车的 油耗法规要求越来越苛刻,以怠速中止车辆为首,混合动力 轿车、电动轿车的开发进程加快,并开端遍及。与此一起, 传统的油压操控(引擎动力)组织开端被电机操控组织取 代。一起,因为车辆的轻量化、零部件的小型化要求日益高 涨,关于电机的需求也发生了改变,从以往的DC电机改变 为寿命长、可高效驱动的无刷电机。不只如此,跟着这些新 型车辆的静音功用进步,对行进时以及泊车时的车内空间的 静音性、舒适性的要求也越来越高。
为了满意这些要求,需求如下电机驱动技能。
①   完成静音化的正弦波驱动技能;
②   完成高效化的进角操控技能;
③   完成电机优化及小型化的无传感器技能。
在此,我介绍一下搭载了这些技能的产品用例。

图1 运用电路图
2 正弦波驱动技能
车载三相无刷预驱动IC“BD16805”(参阅图1运用电 路图)已在日本的混合动力轿车的的电池冷却电扇和空调鼓 风机电扇的电机中被广泛选用。作为车载范畴用的产品,该 产品选用了业界创始的线性正弦波驱动(180°通电),完成 了电机的静音化;一起,还内置进角操控电路,十分有助于 轿车的高效化与低功耗化。
耐压为最合适车载范畴的60V, 输出端内置充电泵电
路,能够驱动NMOS组成的桥电路。别的,在速度操控方 面,既支撑PWM输入,又支撑DC输入。
传统上,空调鼓风机电机多选用DC电机和120°驱动 的无刷电机。可是,这些电机存在打火噪音以及因电流急剧 改变时的转矩改变导致的振荡和旋转不平衡而发生的噪音问 题。使这种电机的线圈电流挨近正弦波驱动,可完成电机的 静音化和低振荡化(参阅图2)。别的,使磁铁不要磁饱满
( 梯形齿着磁) 而进行挨近正 弦波的着磁, 也是电机机械设 计过程中的留意关键。 

3 进角操控技能
为了更高效地驱动电机, 坚持发生最大转矩的方位来创立 旋转磁场是十分重要的,也便是 说, 要在磁铁的磁场和线圈电 流发生的磁场笔直的方位进行驱 动。因而,需求合作感应电压的 相位和线圈电流的相位。

图2   120°通电与180°通电驱动电流波形的差异

图3   进视点操控原理  

图4   输出电流比较
跟着转速添加,受电感影响,线圈电流的相位滞后于 感应电压(参阅图3右图)。因而,即便在相一起间流过电 流,也会存在所发生的转矩下降、功率下降问题。
要防止这种功率下降,需求进角操控技能,即如图3左 图所示,相关于感应电压,驱动电压需求在相位上提前导 通。经过进角操控,使线圈电流合作电机的感应电压相位, 在最佳的相位高功率地发生所需的转矩。这样,U、V、W 相的组成转矩再加上正弦波驱动可变得平稳。运用这些技 术,可防止转矩变化,并完成静音化、低振荡化。别的,此 车载三相无刷预驱动IC“BD16805”从发动时即可进行正弦 波驱动,因而,不管在ON-OFF重复较多的电机运用中, 仍是在振荡较大的发动时,均可完成静音化。
在图4中,比较了有无进角操控的电机的转速与输出电 流。由图中可知,尤其在高速旋转时,输出电流下降30%以上, 完成了高效驱动。 该进角操控的调整经过
VDEG引脚进行。经过调整VREG引脚的施加电压
(0V-2.5V之间),可在0-30°的范围内设定进角角 度。将电机设定为额外转速,在安稳旋转过程中, 电机电流削减,经过VREG引脚电压决议功率杰出 的进角视点。4 无传感器技能
如果是一般的电扇,内置霍尔元件的电机驱动 器是最佳挑选,但期望具有更高的可靠性和在高温 下作业时,或电机结构上存在问题时,有些电机更 合适无传感器驱动。油泵和水泵便是这类状况。由 于转子即磁铁存在于水和油的流路中,因而很难捕 捉磁铁的磁场。
ROHM面向这类车载泵范畴,开宣布无传感器
方法150°驱动的电机驱动器。该IC中内置了进角 操控功用。别的,考虑到安全性,还装备了各种保 护功用(过电压、过电流、加热、堵转维护)。
在无传感器技能中, 发动的可靠性是十分重 要的。因而,该%&&&&&%首先在发动时判别电机状况(停 止、正向空转、反向空转),进行使电机停动的驱 动对应。 然后, 经过同步驱动的强制相位超前, 在发动时8次检测反电动势后,转换为120°通电硬 开关驱动形式,从而392次检测反电动势后,变为
150°通电形式。别的,还可依据电机,设定发动 时的相位超前驱动周期和软起动的时刻。
期望进一步了解这些新产品概况的, 请阅读ROHM的 官网: http://www.rohm.com.cn/web/china/,或咨询ROHM 半导体( 深圳) 有限公司规划中心。

5 结语
轿车的电动化和高功用化发展迅速,估计所运用的电 机数量也将持续添加。 
ROHM以“ROHM让一切的电机转起来!”为标语,
产品开发重心从以往的消费电子范畴向家电、工业设备、车 载范畴搬运。ROHM的产品不只具有此次介绍的“正弦波驱 动”、“进角操控”、“无传感器驱动”技能优势,还具有 融入“高耐压”、“大电流”技能优势的SiC和IPM产品。 ROHM将持续为低功耗的轿车制作贡献力量。

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