TI無需編程電機驅(qū)動器 助力更高能效更低噪聲

　　2021年9月8日德州儀器(TI)召開了線上發(fā)布會，推出業(yè)內(nèi)先進的70W無刷直流(BLDC)電機驅(qū)動器，用于提供無需編程無傳感器的梯形和磁場定向控制(FOC)。會上由德州儀器(TI)電機驅(qū)動器業(yè)務(wù)部門總經(jīng)理Kannan Soundarapandian先生、德州儀器(TI)家電系統(tǒng)部門經(jīng)理何情舒先生、德州儀器(TI)樓宇自動化，零售自動化及家電系統(tǒng)部門總經(jīng)理劉偉先生向我們分享了最新的BLDC電機驅(qū)動方案。

目前電機驅(qū)動領(lǐng)域市場上的兩個主要的主題分別是降低噪音和提高能效

　　目前市面上流行的“開放性空間設(shè)計”意味著在空間里放很多的家電產(chǎn)品。在常見的家用電器中冰箱相對比較安靜，噪聲大致在40-43dB左右；而攪拌機則會達到100dB。在這個空間里，所有家電產(chǎn)品的噪音交織在一塊兒，空間環(huán)境將會非常惡劣，這是目前開放性設(shè)計帶來的對靜音的要求。因此在家庭生活中，改善家用電器的噪聲是越來越主流的課題。

　　目前有三種比較流行的方法來解決噪音：

　　1.阻止傳播，從傳播路徑上去阻斷。用一些物理材料來阻擋噪聲的傳播；或者在噪音源上，增加吸收噪聲材料。

　　2.改變噪聲，利用技術(shù)手段分析噪音頻率范圍，改變震動聲源。

　　3.從源頭避免，事實上最推崇的是這第三種方法。比如通過一些技術(shù)減少電器產(chǎn)生的噪聲。

　　Omdia高級研究分析師Noman Akhtar表示：“由于電源效率提高和自動化等各種趨勢以及設(shè)計更低噪聲電機的需求，人們對實時電機控制的需求比以往任何時候都更為迫切。越來越多的工業(yè)系統(tǒng)正在從交流感應(yīng)電機過渡到更節(jié)能的BLDC電機，但需要復(fù)雜的硬件和優(yōu)化的軟件設(shè)計才能提供高性能。滿足設(shè)計人員對加快電機響應(yīng)需求的同時縮短整體設(shè)計周期，將是下一代工業(yè)系統(tǒng)向前發(fā)展的重要一步。”

從傳統(tǒng)的交流感應(yīng)電機，轉(zhuǎn)換成BLDC電機會面臨哪些挑戰(zhàn)？

　　最傳統(tǒng)的電機是交流感應(yīng)電機，把交流感應(yīng)電機轉(zhuǎn)換為BLDC電機是提高能效的好方法，因為BLDC電機是高效率的電機。但電機效率提高的同時，還面臨著三個挑戰(zhàn)：

　　第一，驅(qū)動BLDC系統(tǒng)控制復(fù)雜，開發(fā)周期長。第二，硬件電路板、器件多，BLDC電機驅(qū)動器電路板系統(tǒng)復(fù)雜，電路板尺寸變大。第三，前兩項疊加起來導(dǎo)致系統(tǒng)成本也會相應(yīng)增加。

德州儀器最新產(chǎn)品如何應(yīng)對挑戰(zhàn)？

　　第一，無需編程，縮短了客戶開發(fā)周期。

　　MCF8316A和MCT8316A無刷直流電機驅(qū)動器包括一系列獨特的換向控制算法，無需開發(fā)、維護和驗證電機控制軟件，從而減少數(shù)周的設(shè)計時間。這些算法和高度的集成特性可以使電機驅(qū)動器更好地管理電機故障檢測等關(guān)鍵功能，同時實施保護機制，從而提高系統(tǒng)可靠性。這些電機驅(qū)動器集成了無傳感器技術(shù)來確定轉(zhuǎn)子位置，因此無需外部霍爾傳感器，從而降低了系統(tǒng)成本并提高了可靠性。

　　第二，采用實時控制——磁場定向控制。

       有速度環(huán)和扭矩環(huán)并通過閉環(huán)控制：一方面能夠快速響應(yīng)客戶目標(biāo)設(shè)定的變化，另一方面可以應(yīng)對外部復(fù)雜的變化。

　　MCT8316A無傳感器梯形控制電機驅(qū)動器可以達到最大3.5kHz的電機頻率，比任何其他無需編程的無傳感器電機驅(qū)動器都快。這在需要快速和精確電機控制的掃地機器人等應(yīng)用中加快了系統(tǒng)響應(yīng)。

　　第三，從源頭將噪聲消除。

　　MCF8316A和MCT8316A BLDC電機驅(qū)動器提供先進的實時控制功能，可幫助工程師在空氣凈化器、冰箱、洗衣機和風(fēng)扇等應(yīng)用中實現(xiàn)業(yè)界出色的聲學(xué)性能。MCF8316A包括一項獲得專利的精密自動死區(qū)時間補償技術(shù)，可補償電流失真，使工程師能夠優(yōu)化電機聲學(xué)性能。MCT8316A包括不同的梯形控制技術(shù)，設(shè)計人員可以使用這些技術(shù)來降低電機噪聲。

　　第四，減少布板空間。

　　MCF8316A和MCT8316A可使設(shè)計人員縮小高達70%的布板空間，并降低電機系統(tǒng)的總成本。這些器件集成了三個柵極驅(qū)動器和六個高側(cè)和低側(cè)MOSFET，每個均具有50mΩ的導(dǎo)通電阻(RDS(on))。這使得TI先進的BLDC電機驅(qū)動器可在12V和24V系統(tǒng)中提供高達70W的功率和8A的峰值電流。這些電機驅(qū)動器還集成了例如低壓降（LDO）穩(wěn)壓器、直流/直流降壓穩(wěn)壓器和電流檢測放大器等元件，省去了多達18個分立式元件。

目標(biāo)市場

　　關(guān)于目標(biāo)市場，何情舒表示，MCF8316A和MCT8316A芯片支持到70W，支持到高速的應(yīng)用。比如MCT8316A，包含了家電，比如風(fēng)機、水泵、風(fēng)扇、吸塵器等等，這都是我們的目標(biāo)市場。

關(guān)于德州儀器(TI)

　　德州儀器(TI)(納斯達克股票代碼：TXN)是一家全球化的半導(dǎo)體公司，致力于設(shè)計、制造、測試和銷售模擬和嵌入式處理芯片，用于工業(yè)、汽車、個人電子產(chǎn)品、通信設(shè)備和企業(yè)系統(tǒng)等市場。我們致力于通過半導(dǎo)體技術(shù)讓電子產(chǎn)品更經(jīng)濟實用，創(chuàng)造一個更美好的世界。如今，每一代創(chuàng)新都建立在上一代創(chuàng)新的基礎(chǔ)之上，使我們的技術(shù)變得更小巧、更快速、更可靠、更實惠，從而實現(xiàn)半導(dǎo)體在電子產(chǎn)品領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，這就是工程的進步。這正是我們數(shù)十年來乃至現(xiàn)在一直在做的事。欲了解更多信息，請訪問公司網(wǎng)站www.ti.com.cn。