دائرة تشغيل محرك BLDC البسيطة: كيفية توصيلها بشكل صحيح

إجابة سريعة

تعمل دائرة تشغيل محرك BLDC البسيطة على تحويل مدخلات التيار المستمر إلى أشكال موجية ثلاثية الطور لتدوير محرك بدون فرش. أنت بحاجة إلى وحدة تحكم أو برنامج تشغيل مخصص IC، وستة وحدات MOSFET للطاقة (أو جسر ثلاثي الطور)، وستة مستشعرات لتأثير Hall، ومصدر إمداد بالتيار المستمر. تقرأ وحدة التحكم موضع الدوار، وتنتقل عبر جدول التبديل كل 60 درجة كهربائية، وتقوم بتعديل كل مرحلة باستخدام PWM لضبط عزم الدوران والسرعة. تعمل الدائرة عندما يكون تسلسل الطور والوقت الميت وتوقيت محرك البوابة صحيحًا. إذا كان أي من هؤلاء الثلاثة في وضع إيقاف التشغيل، فسيتم قفل الدوار أو تخطيه أو تشغيل شورت FET. قبل أن تضع لوحة، قم بتأكيد الخاص بكمضاعفاتاختيار المحركومتطلبات عزم الدورانلذلك يطابق السائق المحرك من البداية.

مقدمة

لديك محرك بدون فرش، ومزود بجهد 24 فولت، ولوحة تجارب بستة FETs. المحرك لن يدور. أو يشتعل على شكل رشقات نارية، أو يسخن أحد الطور ويفشل الترانزستور. في معظم الحالات، يكون السبب الجذري واحدًا من ثلاثة أشياء: جهاز استشعار Hall متصل بالطور الخاطئ، أو فقدان الوقت الميت بين المفاتيح التكميلية، أو إشارات محرك البوابة التي تتجاهل توصيل الجسم الثنائي. أدائرة تشغيل محرك bldc بسيطةهي مشكلة توقيت مقنعة في شكل مخطط الأسلاك. فيما يلي كيفية بنائها والتحقق منها وحمايتها دون حرقها على اللوحة.

كيف تعمل الدائرة البسيطة فعليًا

تشكل ستة دوائر MOSFET ذات قناة N ثلاثة أرجل نصف جسر. في أي لحظة، يتم توصيل مفتاح علوي ومفتاح سفلي واحد، حيث يتم تغذية التيار من خلال مرحلتين للمحرك بينما يطفو الثالث. تقوم وحدة التحكم بفك تشفير مدخلات القاعة الستة إلى جدول تبديل مكون من ستة حالات وتتحرك من خلاله أثناء دوران الدوار. في البديل بدون مستشعر، يحل التقاطع الصفري لـ EMF الخلفي محل مدخلات Hall، لكنك لا تزال بحاجة إلى الحد الأدنى من السرعة قبل قفل الخوارزمية.

المتغير الذي تتحكم فيه هو واجب PWM في كل مرحلة نشطة. الخدمة الأعلى تعني المزيد من عزم الدوران؛ نافذة زاوية التبديل تعني المزيد من السرعة. إذا كان لديكتطبيقات التحكم في الحركةيدعو إلى بدء تشغيل سلس وخالي من المماطلة، وإضافة منحدر بدء سلس وحلقة الحد الحالي من النبضة الأولى.

اختيار المكونات الخاصة بك

ابدأ بالجهد المقدر للمحرك والتيار الأقصى. يجب أن يتجاوز مصدر التيار المستمر الخاص بك EMF الخلفي بأقصى سرعة بنسبة 10-15%. يحتاج تصنيف MOSFET Vds إلى هامش 2 × على جهد الإمداد. يجب أن يقوم تيار محرك البوابة بشحن سعة بوابة FET خلال فترة PWM واحدة، عادةً أقل من 50 ميكروثانية عند 16 كيلو هرتز.

يقوم برنامج التشغيل IC المخصص ثلاثي الطور بدمج وحدات FET الستة المنفصلة ومحركات البوابة في شريحة واحدة. لمايكرومضاعفاتالأحمال التي تقل عن 200 واط، تتعامل دائرة متكاملة واحدة مع مرحلة الطاقة بأكملها. علاوة على ذلك، تمنحك وحدات FET المنفصلة المزودة بلوحة تشغيل بوابة منفصلة مساحة رأس حرارية. قبل الالتزام بتخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور، تحقق من المقاومة الحرارية للنحاس مقابل درجة حرارة الوصلة القصوى لـ FET.

أخطاء الأسلاك التي تقتل النماذج الأولية

ثلاثة حالات فشل تمثل معظم اللوحات المتضررة. تقلب أسلاك القاعة العكسية طاولة التبديل ويتوقف المحرك أو يتحرك للخلف. يتيح الوقت الميت المحذوف تشغيل كل من FETs في ساق واحدة مرة واحدة، مما يؤدي إلى إنشاء مسار إمداد مباشر إلى الأرض. وتقوم الأرضية المشتركة بين أقسام المنطق والطاقة بحقن ضوضاء التبديل في مدخلات Hall وPWM، مما يتسبب في حدوث أخطاء متقطعة.

قبل تطبيق الطاقة، قم بنطاق كل مخرج بوابة. التأكد من عدم وجود إشارة علوية وسفلية في نفس الساق مرتفعة في وقت واحد. اطلب من مورد المحرك الخاص بك الحصول على مخطط دبوس القاعة والحد الأدنى من مواصفات تردد PWM حتى تتطابق لوحة التشغيل في اليوم الأول.

أسئلة قبل الطلب

س: هل يمكنني استخدام محرك IC العالمي لمحرك BLDC؟

ج: لا. تفتقر برامج تشغيل التيار المتردد العالمية إلى منطق التبديل ثلاثي الطور ومدخلات مستشعر القاعة. أنت بحاجة إلى برنامج تشغيل BLDC مخصص أو برنامج ثابت يقوم بإنشاء تسلسل من ست خطوات بنفسك.

س: ماذا لو تخطيت الثنائيات الحرة واعتمدت على الثنائيات الجسمية؟

ج: تحمل الثنائيات الجسمية ارتدادًا في نموذج أولي منخفض الطاقة، لكن هبوطها الأمامي يهدر الحرارة ويحد من الكفاءة. للواجب المستمر أومتطلبات عزم الدورانفوق بضعة واط، أضف مسارات شوتكي منفصلة أو استخدم محرك IC مع عجلة حرة مدمجة.

س: كيف يمكنني التحقق من الدائرة قبل توصيل المحرك؟

ج: قم بتشغيل اللوحة، وقم بتدوير الدوار يدويًا، وشاهد آثار البوابة الستة على المنظار. يجب أن يخطو التسلسل بشكل نظيف عبر الحالات الست جميعها. ثم قم بتوصيل المحرك بـ PWM منخفض، وتأكد من الاتجاه، واستمع للتخطي.

اتخاذ القرار المناسب لطلبك

يعد برنامج تشغيل BLDC العامل مشكلة توقيت ومشكلة حرارية بقدر ما هو مشكلة كهربائية. قبل الانتهاء من اللوحة أو تقديم طلب مكون، قم بمطابقة جهد الإمداد وتقييمات FET واستراتيجية PWM مع دورة العمل الفعلية للمحرك. إذا كنت لا تزال تقارن الخيارات أو تحتاج إلى تصميم مرجعي يتوافق معهاkpower مضاعفاتمنتجات القيادة، يمكن لفريقنا الهندسي مراجعة ورقة بيانات المحرك الخاص بك واقتراح طوبولوجيا السائق التي تناسب غلاف الطاقة وحلقة التحكم لديك. أرسل المواصفات الخاصة بك أو مذكرة طلب قصيرة وسنتعرف معك على توقيت التبديل والهوامش الحرارية وميزات الحماية، عنصرًا واحدًا في كل مرة.