bsport体育:无刷直流 (BLDC) 电机设计的新起点

来源：bsport体育注册 作者：bsport体育登录|发布时间：2024-12-24 12:02:00

　　安森美(onsemi)提供帮助，带来一个 “新的一阶近似值起点”，提供与开关(N-FET或IGBT)相匹配的门极驱动，更接近客户的最终决定，并跨越了 “旧的起点”——看似无止境的产品系列。这包括5个全面的表格，包含的电机电压有:12 V、24 V、48 V、60 V、120 V、200 V、300 V、400 V和650 V，最高可达6 kW。

　　一个典型的BLDC电动机在转子上使用永久磁铁，在定子上使用三个电枢绕组(U、V、W)。一个微(MCU)实施各种控制和调制方案(梯形、正弦、带有SVM的FOC、DTC等)中的一种，以策略性地给电机绕组通电。这就产生了电磁场，导致转子磁铁和定子绕组之间产生相互作用力。如果操作得当，这种相互作用力可以精确控制电机的速度、扭矩或所需方向的功率。

　　图2展示了一个典型的三相BLDC电动机的框图。MCU执行控制和调制方案固件，它对其PWM外设发出指令，以向三个半桥门驱动器输出六个协调占空比。这三个驱动器充当输出桥中六个功率MOSFET的动力转向，给下桥(LS)和上桥(HS)U、V和W MOSFET通电。这些通常是N-沟道MOSFET，额定电压为电机电压的1.5~2.0倍，最高可达300 V。在300 V以上，N沟道MOSFET通常被IGBT取代，因为它们的功率性能更高。

　　或可实现一个无传感器的架构，但需要更多的处理开销。RSL10 BLE可用于资产跟踪、空中固件更新(FOTA)、功能选择/调整和遥测数据收集。

　　安森美提供了一个很好的在线工具，用于构建带有 IPM(集成功率模块)的BLDC。用户输入15种工作条件，该工具会生成多个详细的分析表以及12个捕获关键热和功率性能的图表(图3)。

　　BLDC很复杂，从头到尾有数百个决定要做。例如，如果您有3个不同的客户；a、b和c(图1)，从相同的“起点”(24 V，11/4 hp电机)开始，当所有3个客户浏览了他们各自的决策树时，他们的最终设计将完全不同。这是因为每个客户都有自己的成本、能效、功率密度、外形尺寸、维护、使用寿命等的门槛。

　　因此，建立的门极驱动与开关(MOSFET/IGBT)匹配表不可能对每个客户都合适。如果我们尝试，可能对一个客户是适用的，而对另外999个客户则不适用。然而，我们可以基于智能工程的考量做出一些合理的假设，并产生一个 “一阶近似值”，它介于交给客户开关和门极驱动器组合(旧的起点:你是自己的)与客户的最终决定之间。

　　选择梯形(又名6步控制)换向是因为它的控制相对简单并产生高效和高峰值扭矩。由于在任何时候只有两个功率开关导通，因此每个开关的“导通时间”占空比为33%。