全球范圍內(nèi)，降低功耗的需求日益迫切。許多國家和地區(qū)要求家用電器滿足相關(guān)組織（如中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院(CNIS)、美國能源之星和德國藍(lán)天使）制定的效率標(biāo)準(zhǔn)。為了滿足這些標(biāo)準(zhǔn)，越來越多的系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員放棄了簡單但能耗較高的單相交流感應(yīng)電機(jī)，轉(zhuǎn)而采用更節(jié)能的低壓無刷直流(BLDC)電機(jī)。此外，小型家電如掃地機(jī)器人也逐漸采用BLDC電機(jī)以實(shí)現(xiàn)更長的使用壽命和更低的運(yùn)行噪音。芯片代理商-中芯巨能將介紹三種方法，幫助加快BLDC電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并提供更智能、小巧且節(jié)能的解決方案。

方法一：無需編程的無傳感器控制

無需編程的電機(jī)驅(qū)動器內(nèi)置了控制換向算法，因此不需要開發(fā)、維護(hù)和認(rèn)證電機(jī)控制軟件。這類驅(qū)動器通常從電機(jī)獲取反饋（例如霍爾信號或電機(jī)相電壓和電流信號），實(shí)時(shí)計(jì)算復(fù)雜的控制方程來確定下一個(gè)電機(jī)驅(qū)動狀態(tài)，并為柵極驅(qū)動器或金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)等模擬前端組件提供脈寬調(diào)制信號。

使用集成了無傳感器控制功能的電機(jī)驅(qū)動器（例如具有磁場定向控制(FOC)功能的MCF8316A電機(jī)驅(qū)動器）進(jìn)行實(shí)時(shí)控制時(shí)，電機(jī)中無需霍爾效應(yīng)傳感器，從而提高系統(tǒng)可靠性并降低總成本。這些驅(qū)動器還能管理重要功能，如電機(jī)故障檢測，并實(shí)施保護(hù)機(jī)制，使整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加可靠。預(yù)認(rèn)證的控制算法附帶在這些器件中，可以幫助原始設(shè)備制造商縮短其家用電器的設(shè)計(jì)時(shí)間。

方法二：使用智能電機(jī)控制功能輕松調(diào)諧電機(jī)

調(diào)諧BLDC電機(jī)以滿足特定性能參數(shù)（如速度、效率和噪聲）是一項(xiàng)復(fù)雜的工作。通過開發(fā)一種無傳感器梯形控制算法，可以顯著簡化這一過程。在這種算法中，換向由電機(jī)的反電動勢電壓決定，使調(diào)整操作不受電機(jī)參數(shù)限制。集成了無傳感器梯形控制功能的集成電機(jī)驅(qū)動器（例如MCT8316A）可以提供優(yōu)化的系統(tǒng)性能，而無需使用復(fù)雜的接口連接微控制器。

在無傳感器FOC算法中，由于集成了先進(jìn)控制技術(shù)，可以顯著加快電機(jī)調(diào)諧。例如，通過自動測量電機(jī)參數(shù)或自動執(zhí)行控制環(huán)路的調(diào)諧等方式，可以大大加速調(diào)諧過程。引導(dǎo)式調(diào)諧圖形用戶界面(GUI)提供了默認(rèn)的電機(jī)啟動選項(xiàng)，有助于順利完成調(diào)諧過程并盡快使電機(jī)旋轉(zhuǎn)起來。無需編程的電機(jī)驅(qū)動器（例如用于FOC的MCF8316A和用于梯形控制的MCT8316A）包括用于電機(jī)啟動及閉環(huán)和電機(jī)停止操作的多個(gè)可配置選項(xiàng)。借助這些選項(xiàng)，在幾分鐘內(nèi)就能優(yōu)化電機(jī)性能，顯著縮短了設(shè)計(jì)周期。

方法三：減小系統(tǒng)尺寸

構(gòu)建一個(gè)典型的BLDC系統(tǒng)硬件需要大量的元件，包括柵極驅(qū)動器、MOSFET、電流感應(yīng)放大器、電壓感應(yīng)比較器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。大多數(shù)系統(tǒng)還需要專用的電源架構(gòu)（如低壓降穩(wěn)壓器或直流/直流降壓穩(wěn)壓器等器件）為板上的所有組件供電。

具有集成控制功能的電機(jī)驅(qū)動器包含多種保護(hù)功能，例如針對MOSFET的過流和過壓保護(hù)以及溫度監(jiān)測，使設(shè)計(jì)人員能夠輕松提供強(qiáng)大的解決方案。對于功耗小于70W的電機(jī)應(yīng)用（如掃地機(jī)器人、家用吊扇或洗衣機(jī)中的泵），可以選擇具有集成MOSFET的器件來進(jìn)一步減小布板空間。MCF8316A和MCT8316A器件在24V應(yīng)用中支持高達(dá)8A的峰值電流。對于大功率應(yīng)用，可以將功率MOSFET放置在板上，使柵極驅(qū)動器和電機(jī)控制功能集成到單塊芯片中。如需MCF8316A和MCT8316A產(chǎn)品規(guī)格書、樣片測試、采購、BOM配單等需求，請加客服微信：13310830171。

結(jié)語

BLDC電機(jī)及其集成驅(qū)動器通過其獨(dú)特的控制算法、出色的動態(tài)性能和強(qiáng)大的設(shè)計(jì)特性，為工程師提供了強(qiáng)大的工具來優(yōu)化電機(jī)性能。這些驅(qū)動器不僅減少了設(shè)計(jì)時(shí)間，還提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性。未來，隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場需求的變化，TI將繼續(xù)推出更多創(chuàng)新產(chǎn)品，助力各行業(yè)的發(fā)展。如果你正在尋找一款適用于家電或智能家居設(shè)備的電機(jī)驅(qū)動器，MCF8316A和MCT8316A無疑是一個(gè)值得信賴的選擇。無論是在工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備還是消費(fèi)電子領(lǐng)域，TI的產(chǎn)品都將發(fā)揮重要作用，為用戶提供高效、可靠的解決方案。