觀察包括有刷直流電機(jī)(BLDC)在內(nèi)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)很明顯地發(fā)現(xiàn)，控制的復(fù)雜性要低于無(wú)刷電機(jī)(BLDC)電機(jī)。簡(jiǎn)言之，你只需要給有刷電機(jī)加上電，它就可以開(kāi)始工作了。在BLDC電機(jī)控制系統(tǒng)方面缺乏經(jīng)驗(yàn)的工程師經(jīng)常害怕他們會(huì)難以轉(zhuǎn)到BLDC電機(jī)技術(shù)，即使他們知道BLDC的優(yōu)勢(shì)所在。這種系統(tǒng)的復(fù)雜電路和編程被認(rèn)為是攔路虎。另外，由于電子換向而導(dǎo)致的較高系統(tǒng)成本也經(jīng)常被認(rèn)為是影響B(tài)LDC普及的一個(gè)因素。然而，從有刷電機(jī)轉(zhuǎn)換到無(wú)刷電機(jī)并沒(méi)有想象中那么困難。借助Micronas公司HVC 4223F單芯片解決方案，電路可以做得相當(dāng)簡(jiǎn)單。

 下面這個(gè)例子概括介紹了一種解決方案，這種方案只需包括HVC4223F在內(nèi)的13個(gè)元件。如果系統(tǒng)已經(jīng)包含有PCB，那么對(duì)物料清單(BOM)的影響是不大的。在許多情況下，我們可以使用更小的電機(jī)，因?yàn)檫@些電機(jī)具有更高的效率。執(zhí)行器也可以更小，從而進(jìn)一步減小物料成本(電機(jī)、外殼和齒輪等)。另外，在某種程度上，采用HVC4223F設(shè)計(jì)的BLDC控制系統(tǒng)在經(jīng)過(guò)編程后，可以使它從外面看就好像是有刷電機(jī)一樣——只需連接VBAT和地提供電源即可。因此，現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)無(wú)需改變完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)就能升級(jí)。而從長(zhǎng)期來(lái)看，這種系統(tǒng)還可以進(jìn)一步改進(jìn)，比如增加聯(lián)網(wǎng)功能和/或診斷功能等。消費(fèi)者不必從頭開(kāi)始做軟件開(kāi)發(fā)，因?yàn)楝F(xiàn)有的應(yīng)用筆記和演示軟件可以提供足夠的功能。

旨在實(shí)現(xiàn)最高系統(tǒng)集成度和靈活驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的單芯片架構(gòu)

新的Micronas高壓控制器(HVC)允許使用采用高集成度電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的系統(tǒng)達(dá)到現(xiàn)代永勵(lì)直流電機(jī)的性能。HVC 4223F是一款集成的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，含有可直接驅(qū)動(dòng)PMSM/BLDC電機(jī)和雙極步進(jìn)電機(jī)所必要的外設(shè)模塊。這些外設(shè)模塊的編程功能和用戶定義的軟件允許最佳匹配不同驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能和屬性。

由于使用了低功耗/重量比(W/kg)的PMSM/BLDC電機(jī)，驅(qū)動(dòng)解決方案的集成度越來(lái)越高，因此影響到功耗(功率/熱管理)、驅(qū)動(dòng)電路的靈活性和所選的驅(qū)動(dòng)，以及診斷選擇。高集成度的電路要求通過(guò)特定目標(biāo)功耗管理來(lái)適應(yīng)熱工作條件。新的HVC系列提供的許多功能正好支持這種適應(yīng)性。

針對(duì)不同應(yīng)用和工作模式調(diào)整的電機(jī)激活

在汽車執(zhí)行器中不同驅(qū)動(dòng)概念的使用要求方便地適應(yīng)電機(jī)電源電橋和橋的激活方式。HVC 4223F通過(guò)可配置的最終輸出級(jí)、高集成度和可編程的外設(shè)模塊以及功能強(qiáng)大的ARMCortex?-M3?內(nèi)核來(lái)精準(zhǔn)地解決這個(gè)問(wèn)題。HVC 4223F中集成了6個(gè)n/n半橋(包括充電泵)。通過(guò)適當(dāng)?shù)妮敵鲆_電路布線和軟件配置，這些半橋可以很好地適應(yīng)電機(jī)類型。

EPWM模塊(增強(qiáng)型脈寬調(diào)制)支持針對(duì)不同工作模式和電機(jī)類型的無(wú)源和有源續(xù)流電流圖案(“異步/同步整流”)(見(jiàn)表2)。集成的電流測(cè)量功能和數(shù)模轉(zhuǎn)換器允許編程標(biāo)稱電流值(比如針對(duì)電流控制的微型步進(jìn))。在PMSM/BLDC電機(jī)中，轉(zhuǎn)子位置的反饋信號(hào)無(wú)需使用傳感器，通過(guò)比較器和集成的星點(diǎn)基準(zhǔn)，或者通過(guò)霍爾效應(yīng)傳感器/編碼器就能發(fā)送。另外，我們可以選擇針對(duì)步進(jìn)電機(jī)的換向工作模式，比如用于實(shí)現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)速。使步進(jìn)電機(jī)適應(yīng)不同工作模式(整步/半步、波型驅(qū)動(dòng)、微步、換向操作)也是可行的，或者可以編程。

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