Трябва да се върнем много години, за да прегледаме периода, когато превозното средство не използва двигателя. По това време превозното средство бе пуснато с коляно, а вентилаторът и чистачката на двигателя бяха механично свързани към двигателя. Комбинацията от електрическия мотор и двигателя с вътрешно горене бързо се комбинира и тази комбинация първоначално е основно за съображения за комфорт. Тези мотори са мотори с ниска мощност (<100w) и="" обикновено="" изискват="" само="" реле="" за="" задвижване="" на="" товара,="" което="" е="" най-добрият="" избор="" за="" подобряване="" на="" ефективността="" и="" производителността="" на=""> Тъй като двигателите започват да се използват в приложения за безопасност, като антиблокиращи спирачни системи и системи за контрол на сцеплението, двигателите изискват по-надеждна задвижваща система.
Наскоро обаче автомобилната индустрия насочи вниманието си към намаляване на разхода на гориво. Натискът на зеления трафик принуди инженерите да намерят умни и ефективни решения за своите превозни средства. Моторът може да постигне отлична производителност, когато се задвижва от интелигентни електронни устройства. Електронните решения са особено подходящи за мощни двигатели (> 100W). Въпреки че охлаждането на двигателя и вентилаторите в съвременните автомобили използват електронно управление на мощността, обхватът на приложенията за двигатели е все още широк. Много от функциите в колата все още използват механични системи, които са свързани към двигателя с вътрешно горене. Електронното управление може да доведе до значително подобрение на ефективността, а помпите и помпите са добри примери. При електрическо управление захранването може ефективно да се предава на двигателя, което позволява на двигателя да отговаря точно на изискванията за захранване по всяко време.
Технологията за преобразуване на честотите предоставя значителни възможности на автомобилната индустрия
Охлаждането на двигателя на автомобила и приложението на вентилатора с променлив честотен контрол на двигателя е най-новата иновация. Както модулът за охлаждане на двигателя, така и вентилаторът на стария модел използват система за контрол на скоростта, състояща се от резистор и реле. При тази система скоростта на мотора е ограничена до няколко дискретни стойности. Резистор се изисква серийно с мотора, за да се постигне стойност на скоростта. Скоростта на двигателя не може да бъде оптимизирана за нуждите на захранването, така че ефективността на това решение е изключително ниска. Това води до типична ефективност под 50% в повечето случаи.
Последните постижения в технологията на силовата електроника направиха контрола на мотора с променлива честота решение на избор за много приложения. С променлив честотен контрол, типичната ефективност на системата над 90% може да се постигне в целия диапазон на натоварване. Като пример за типичен вентилатор за охлаждане на двигателя с мощност 400 W, консумацията на електроенергия на електронния контролер е с 100 W по-малка от тази на контролера на вентилатора на съпротивлението по време на типичния товарен цикъл. Загубата на мощност от 100W е еквивалентна на намаление от около 0,1 литра на 100 километра разход на гориво.
Предизвикателството за задвижване на двигатели с PWM технология за управление е да отговарят на изискванията на EMI. При 20 kHz системата произвежда шум от страната на батерията. Настоящият наклон di / dt по време на включване и изключване е основният източник на EMI. За да се спазят изискванията на EMI, между батерията и инвертора трябва да се свърже пасивен филтър. Този филтър обикновено се състои от два големи кондензатора и един индуктор. Цената на филтъра е важна цена за цялата система. В проста система, използваща MOSFETs, единственият начин да се намали ди / dt е да се вмъкне резистор на портата за забавяне на скоростта на превключване. Това ще увеличи значително загубите при превключване, ще намали ефективността на системата и ще увеличи размера на радиатора. В такива системи трябва да се прецени размерът на филтъра EMI и радиатора.
AUIR3330S използва собствен ди / dt контрол за изхода, за да се намалят емисиите на панела. Това активно ди / dt управление оптимизира EMI и превключва загубата и вече не е обект на компромиси с EMI филтри и радиатори. Прилагането на тази характеристика изисква създаването на специфична порта в MOSFET, което не е възможно с дискретни компоненти. За общи приложения с MOSFETs с драйвери, контролът на времето за превключване се постига с помощта на порта резистор за управление на тока на задвижването. В допълнение, AUIR3330S предлага решение за задвижване на всеки тип двигател при пълна скорост. Високата интеграция позволява на дизайнерите да създадат компактно решение. Дизайнът с пълна скорост може да се постигне бързо с минимални външни компоненти.
Активен ди / dt контрол
По време на процеса на включване водачът прилага голям ток, за да достигне прага на MOSFET възможно най-бързо. Тъй като ток започва да тече в MOSFET, портата текущата намалява да се ограничи ди / dt. Когато напрежението на източника на източване започне да пада, токът на портата се повишава, за да се ограничат загубите при превключването. Загубите на превключване са еднакви във фаза di / dt в сравнение с резистор-задвижвани MOSFETs, но загубите на превключване са много по-ниски по време на dv / dt фаза. Ето защо, на същото ниво EMI, AUIR3330S консумира много по-малко енергия и изисква само по-малък радиатор. Активното ди / dt управление изисква сложен шофьор, който може да използва различни токови постове на различни етапи на превключвателя. AUIR3330S също включва интелигентни схеми за откриване на фазите di / dt и dv / dt.
Съвременните приложения за моторни задвижвания изискват допълнителни функции като защита и отстраняване на неизправности. AUIR3330S интегрира разнообразие от функции, за да се предотврати прекъсване на системата в анормален режим, включително температурни условия, шумове на изхода, разединяване на земята или отпушване на кондензатора. При някоя от горните условия на повреда, AUIR3330S е защитена и резултатите от диагностиката на грешките са съобщени на микропроцесора. Диагностичният резултат е стойност, която може да се прочете директно от микропроцесора.
В допълнение, AUIR3330S има функция за текуща обратна връзка, която чете тока на натоварване чрез измерване на напрежението, протичащо през резистора Rifb. Системата следи тока на натоварване, за да контролира захранването на товара. Могат да бъдат открити и състоянието на задържане на двигателя.
Текущата сензорна обратна връзка се използва за задаване на прага на защита срещу претоварване. Когато напрежението в резистора Rifb надвиши 4.5V, изходът автоматично се изключва. Тази функция предотвратява всякакви повреди в линията или мотора при застояли условия и може да бъде адаптирана към нуждите на всяка система.
да обобщим
Двигателите, които постигат пълноскоростен електронен контрол, могат да се използват в много нови приложения. В автомобилите, някои товари все още се управляват директно от двигателя, като например помпи, маслени помпи и помпи за хидравлично управление. Използването на двигател за задвижване на тези товари значително опростява механичния дизайн, като премахва необходимостта от колани и плъзгачи, като същевременно спестява място в двигателното отделение. AUIR3330S предлага решение за задвижване на всеки тип двигател при пълна скорост, с активен ди / dt контрол за EMI и превключване на оптимизирането на ефективността при загуба
