Dobbiamo tornare indietro di molti anni per rivedere il periodo in cui il veicolo non ha utilizzato il motore. A quel tempo, il veicolo fu avviato da una manovella, e la ventola di raffreddamento del motore e il tergicristallo erano accoppiati meccanicamente al motore. La combinazione del motore elettrico e del motore a combustione interna è stata rapidamente combinata, e questa combinazione era originariamente principalmente per motivi di comfort. Questi motori sono motori a bassa potenza (<100 w)="" e="" in="" genere="" richiedono="" solo="" un="" semplice="" relè="" per="" guidare="" il="" carico,="" che="" è="" la="" scelta="" migliore="" per="" migliorare="" l'efficienza="" e="" le="" prestazioni="" del=""> Poiché i motori iniziano ad essere inseriti in applicazioni di sicurezza, come sistemi di frenatura antibloccaggio e sistemi di controllo della trazione, i motori richiedono un sistema di trasmissione più affidabile.
Di recente, tuttavia, l'industria automobilistica ha rivolto la sua attenzione alla riduzione del consumo di carburante. La pressione del traffico verde ha costretto gli ingegneri a trovare soluzioni intelligenti ed efficaci per i loro veicoli. Il motore può raggiungere prestazioni eccellenti se azionato da dispositivi elettronici intelligenti. Le soluzioni elettroniche sono particolarmente adatte per motori ad alta potenza (> 100W). Sebbene il raffreddamento del motore e le soffianti nelle moderne auto ora utilizzino il controllo elettronico della potenza, la gamma di applicazioni per i motori è ancora ampia. Molte delle funzioni dell'automobile utilizzano ancora sistemi meccanici collegati al motore a combustione interna. Il controllo elettronico può apportare miglioramenti significativi in termini di efficienza e pompe e pompe sono buoni esempi. Con il controllo elettrico, la potenza può essere trasmessa in modo efficiente al motore, consentendo al motore di soddisfare in modo preciso i requisiti di alimentazione in ogni momento.
La tecnologia di conversione di frequenza offre importanti opportunità all'industria automobilistica
Il raffreddamento del motore del veicolo e il controllo del motore a frequenza variabile con applicazione a soffiante è l'ultima innovazione. Sia l'unità di raffreddamento del motore che il ventilatore del vecchio modello utilizzano un sistema di controllo della velocità costituito da un resistore e un relè. Con questo sistema, la velocità del motore è limitata a diversi valori discreti. È necessario un resistore in serie con il motore per raggiungere qualsiasi valore di velocità. La velocità del motore non può essere ottimizzata per i requisiti di potenza, quindi le prestazioni di questa soluzione sono estremamente basse. Ciò si traduce in efficienze tipiche inferiori al 50% nella maggior parte dei casi.
I recenti progressi nella tecnologia dell'elettronica di potenza hanno reso il controllo del motore a frequenza variabile la soluzione ideale per molte applicazioni. Con il controllo a frequenza variabile, è possibile raggiungere efficienze tipiche del sistema superiori al 90% sull'intero intervallo di carico. Prendendo come esempio una tipica ventola di raffreddamento motore da 400 W, il consumo energetico del controller elettronico è inferiore di 100 W rispetto a quello del controller della ventola di resistenza durante un ciclo di carico tipico. La potenza risparmiata da 100 W equivale a una riduzione di circa 0,1 l per 100 km di consumo di carburante.
La sfida di guidare i motori con la tecnologia di controllo PWM è quella di soddisfare i requisiti EMI. A 20 kHz, il sistema produce rumore sul lato batteria. L'attuale pendenza di / dt durante l'accensione e lo spegnimento è la fonte primaria di EMI. Per soddisfare i requisiti EMI, è necessario collegare un filtro passivo tra la batteria e l'inverter. Questo filtro di solito consiste di due grandi condensatori e un induttore. Il costo del filtro è un costo importante per l'intero sistema. In un sistema semplice che utilizza MOSFET, l'unico modo per ridurre di / dt è inserire una resistenza al gate per rallentare la velocità di commutazione. Ciò aumenterà notevolmente le perdite di commutazione, ridurrà l'efficienza del sistema e aumenterà le dimensioni del dissipatore di calore. In tali sistemi, la dimensione del filtro EMI e del dissipatore di calore deve essere pesata.
AUIR3330S utilizza un controllo di / dt proprietario per l'uscita per ridurre le emissioni condotte del pannello. Questo controllo attivo di / dt ottimizza l'EMI e le prestazioni di perdita di commutazione e non è più soggetto al compromesso tra filtri EMI e dissipatori di calore. L'implementazione di questa funzione richiede la formazione di una porta specifica nel MOSFET, che non è possibile con componenti discreti. Per applicazioni generali con MOSFET con driver, il controllo del tempo di commutazione si ottiene utilizzando una resistenza di gate per controllare la corrente del convertitore. Inoltre, AUIR3330S offre una soluzione per guidare qualsiasi tipo di motore alla massima velocità. L'alta integrazione consente ai progettisti di progettare una soluzione compatta. La progettazione della gamma a velocità massima può essere raggiunta rapidamente con un minimo di componenti esterni.
Controllo attivo di dt
Durante il processo di accensione, il driver applica una grande corrente per raggiungere la soglia del MOSFET il più rapidamente possibile. Quando la corrente inizia a fluire nel MOSFET, la corrente del gate diminuisce al limite di / dt. Quando la tensione drain-source inizia a scendere, la corrente di gate aumenta per limitare le perdite di commutazione. Le perdite di commutazione sono le stesse nella fase di / dt rispetto ai MOSFET pilotati da resistenza, ma le perdite di commutazione sono molto più basse durante la fase dv / dt. Pertanto, allo stesso livello EMI, AUIR3330S consuma molta meno energia e richiede solo un dissipatore di calore più piccolo. Il controllo attivo di / dt richiede un driver complesso che può utilizzare diverse correnti di gate in diverse fasi dell'interruttore. L'AUIR3330S comprende anche circuiti intelligenti per il rilevamento delle fasi di / dt e dv / dt.
Le moderne applicazioni di azionamento motore richiedono anche funzionalità aggiuntive come protezione e risoluzione dei problemi. AUIR3330S integra una varietà di funzioni per prevenire guasti del sistema in modalità anomala, comprese condizioni di temperatura eccessiva, cortocircuiti di uscita, disconnessione di condensatori di terra o di bootstrap. In una qualsiasi delle suddette condizioni di guasto, AUIR3330S è protetto e i risultati della diagnosi degli errori vengono segnalati al microprocessore. Il risultato diagnostico è un valore che può essere letto direttamente dal microprocessore.
Inoltre, AUIR3330S ha una funzione di feedback di corrente che legge la corrente di carico misurando la tensione che fluisce attraverso il resistore Rifb. Il sistema monitora la corrente di carico per controllare la potenza fornita al carico. E lo stato di stallo del motore può essere rilevato.
La retroazione del senso di corrente viene utilizzata per impostare la soglia di protezione da sovracorrente. Quando la tensione attraverso la resistenza Rifb supera 4,5 V, l'uscita viene automaticamente disattivata. Questa funzione evita qualsiasi errore nella linea o nel motore in condizioni di stallo e può essere adattato alle esigenze di ciascun sistema.
per riassumere
I motori che consentono il controllo elettronico a velocità massima possono ora essere utilizzati in molte nuove applicazioni. Nelle automobili, alcuni carichi sono ancora direttamente azionati dal motore, come pompe, pompe dell'olio e pompe del servosterzo. L'uso di un motore per pilotare questi carichi semplifica enormemente la progettazione meccanica, eliminando la necessità di cinghie e pattini, risparmiando spazio nel vano motore. AUIR3330S offre una soluzione per pilotare qualsiasi tipo di motore a piena velocità, con controllo di / dt attivo per EMI e ottimizzazione delle prestazioni di perdita di commutazione
