с трёх

Индустрия электромобилей (EV) переживает еще одну большую волну. Эти автомобили больше не воспринимаются как потребительская причуда; правительства теперь оказывают давление на широкую электрификацию дорог. Например, и Великобритания, и Калифорния к 2035 году введут в действие автомобили с нулевым уровнем выбросов.

Чтобы удовлетворить эти требования, электромобили оптимизируют электромобили – и особенно мягкие гибридные электромобили (MHEV) – чтобы они были меньше и легче, чтобы сделать их более доступными.

Компания Texas Instruments решила эту проблему, предложив свой новейший продукт — высокоинтегрированный драйвер двигателя на 48 В, предназначенный для значительного уменьшения площади печатной платы. Мы поговорили с Каннаном Саундарапандианом, менеджером бизнес-подразделения Motor Drives компании TI, чтобы узнать о новой технологии из первых рук.

Вероятно, самой популярной формой электродвигателей является трехфазный асинхронный двигатель.

Трехфазный двигатель — это тип электродвигателя, который состоит из двух основных компонентов: ротора и статора. Ротор — это часть двигателя, которая фактически вращается, а статор — это часть двигателя, которая вращает ротор. Сам статор состоит из трех пар катушек, равномерно расположенных вокруг ротора.

Двигатель называется «трехфазным», потому что он приводится в действие тремя источниками переменного тока, которые намеренно не совпадают по фазе друг с другом, каждый из которых называется «фазой». Каждая из пар катушек статора присоединена к одной фазе, и в результате разности фаз они генерируют непрерывное вращающееся магнитное поле, вращающееся вокруг статора.

Это изменяющееся магнитное поле индуктивно создает движущийся ток внутри ротора, который отстает от поля статора. Это запаздывание создает тяговую силу на роторе, вызывая вращение, которое приводит в движение электромобиль.

Хотя трехфазные двигатели обеспечивают высокую эффективность и производительность электромобилей, они не лишены недостатков. Как объяснил Саундарапандиан, для управления трехфазным двигателем системе требуются три отдельных набора драйверов двигателей и соответствующие схемы.

«В типичной системе привода двигателя имеется три фазы, поэтому вы должны представить себе, что эта (схема) повторяется три раза. И здесь много компонентов, — объясняет он. — Есть схемы управления, резисторы, диоды, а также некоторые функции безопасности, которые обычно реализуются снаружи».

Повторение этой схемы три раза быстро приведет к увеличению спецификации, стоимости и площади. Кроме того, попытка сохранить целостность сигнала в и без того зашумленной среде становится еще более сложной, поскольку маршрутизация становится все более ограниченной.

Решением этой проблемы, по мнению Texas Instruments, является более высокая степень интеграции, заключающаяся в переносе всех внешних компонентов на микросхему драйвера. Это именно то, что компания стремилась сделать со своим новейшим продуктом DRV3255-Q1.

Компания TI сообщает, что этот продукт является первым в отрасли трехфазным драйвером двигателя BLDC напряжением 48 В, в котором интегрирована активная логика короткого замыкания верхней и нижней стороны, что позволяет эффективно исключить необходимость использования внешних транзисторов и логики управления.

Говоря о том, что делает устройство таким особенным, Саундарапандиан подчеркнул: «Это тот аспект интеграции, когда мы подключаем большое количество внешних компонентов. Это самая плавная подача питания в системе с напряжением 48 В».

Сообщается, что новая микросхема уменьшает площадь печатной платы на целых 30%, а также способна подавать на двигатель мощность до 30 кВт. Устройство также рассчитано на напряжение 95 В, что защищает микросхему от сильных переходных всплесков на линии 48 В.

Драйвер двигателя BLDC, разработанный с использованием активной логики короткого замыкания, позволяет разработчикам реализовывать соединения MOSFET в соответствии с требованиями системы. Это, в свою очередь, может помочь смягчить перенапряжение и широко распространенные сбои в системе двигателя и других электрических компонентов автомобиля. Активный режим короткого замыкания автоматически активируется динамической реакцией устройства на ошибку при возникновении условий перенапряжения.

Одной из заявленных целей этого выпуска является не только безопасность, которую он обеспечивает водителям MHEV, но и снижение выбросов CO2 от двигателя внутреннего сгорания автомобиля.