大比特商务网 |资讯中心 |技术论坛 |解决方案 登录 注册 |电子刊 |招聘/求职
您的位置:微电机世界网 >>技术与应用 >>新闻

新一代电流控制技术助力 步进马达效能大跃进

2016-12-19 10:28:33     来源:安森美半导体        

【大比特导读】许多机器采用步进马达设计以提升经济性,更安静、更平滑和更高能效。为提供更好的用户体验。现在新一代解决方案以最少的额外电路实施新的控制策略,使无刷直流(BLDC)马达能实现高能效和平滑性。

许多机器采用步进马达设计以提升经济性,更安静、更平滑和更高能效。为提供更好的用户体验。现在新一代解决方案以最少的额外电路实施新的控制策略,使无刷直流(BLDC)马达能实现高能效和平滑性。

BLDC马达低噪又省电 成本偏高美中不足 

世界各地每天都有人在使用内置马达驱动的上百万台小型电子装置,利用步进马达实现低成本的运动控制,简单而不需要复杂的微处理器驱动器。这些装置包括多功能的办公室打印机或扫描仪、销售终端机、缝纫机和众多工业应用。 

许多情况下,步进马达尽管不是完美或理想的方案,但却最符合各种需求。马达噪声会形成干扰,特别是在工业场景中,大量马达在相同区域同时运行时。此外,马达降低转速仍会耗电,不仅不环保,也影响了手持应用的电池使用时间。而且,低总能效导致高散热,有时产品的设计必须再加上散热风扇,这增加了成本、复杂度和电力需求,并降低了系统的可靠性。 

可替代的马达类型,如无刷直流(BLDC)马达,可克服步进马达这些众所周知的缺点。它们的能效极高,采用优化的马达控制,其自由步态(Step-free)的运动控制更安静平滑,消耗的功率更少,产生的热量也更低。 

相对的,采用BLDC的整体系统成本往往更高。部分原因在于控制BLDC必须在一个微控制器内运行更复杂的演算。而且从步进马达改为BLDC,机械子系统需要大规模的重新设计,还须要开发控制软件。这些需求显著增加项目成本和延长上市时间。最终设计完成后,团队必须花时间收集长期的可靠数据。 

媲美BLDC效能 步进马达再升级 

更好的方案是,步进马达驱动可拥有比拟BLDC的效率,低噪声,但不需庞大的重新设计或昂贵的控制组件,如此一来,设计人员可创造出更安静、环保、可靠,且毋需散热风扇的新一代装置。 

两个关键领域的改进能让步进马达控制器的现有机制实现彷若BLDC的性能,产品设计者也有机会实现其设计目标。这两个领域便是马达驱动电流的调整和步进脉冲产生的方法。 

以安森美半导体为例,该公司的LC898240电流控制器提供了根据马达负载变化自动优化驱动器定电流设置的一种方案。这使步进马达能高效驱动,类似于BLDC的运动,同时尽量减小噪声和能耗。马达的负载则藉由监测图1所示马达绕组里的BEMF(反电动势)波形而得。 

图1 根据负载调节电流,实现更高能效、更安静的运行。

LC898240作为配套组件连接到传统的马达驱动器,能扩展步进马达的控制功能。 

藉由负载相关的绕组电流调节,并支持高能效马达驱动、独立产生马达步进脉冲,因此实现不需微处理器的运行。该特性藉由片上电子抹除式可复写只读存储器(EEPROM)实施,片上EEPROM用于储存九个不同用户可选的440步脉冲波形,提供各种不同应用的脉冲序列的选择。 
该IC还可编译来自微处理器的输入控制讯号,因此作为微处理器控制驱动的接口转换器。图2显示了储存于LC898240 EEPROM中的配置文件如何用于马达驱动IC。 

图2 默认储存于EEPROM中的脉冲配置文件支持无微处理器运行。

结合配套芯片/单芯片强化马达驱动能力 

LC898240可使用现有各等级的马达驱动IC,灵活根据马达驱动IC能力,利用各种不同的马达驱动电流将BLDC的运动优势带入步进马达驱动。配套IC的功能还整合到一个单芯片驱动IC LV8702V,能藉由内部BEMF波形监测适应马达负载,如LC898240般运行。图3说明了单芯片高能效步进马达驱动器的机会。 

图3 采用驱动器IC进行电流控制的波形监测。

LV8702V整合方案的高能效导通模式与传统驱动方式的高能效关断模式的性能比较,显示高能效模式驱动可降低达80%的功耗,如图4所示。 

图4 空载2000pps显著降低,从而提供更高能效。

图5则显示马达和LV8702在每种模式下的热图像。高能效模式驱动是电流控制模式,降低驱动器和马达的表面温度分别达46℃和28℃。这也突显了显著提升系统可靠性的可能。 

图5 更低的机箱温度说明了更高的能效与可靠性。

经济实惠 步进马达发展潜力佳 

步进马达是有吸引力的驱动机制方案,用于成本敏感的应用,如办公装置、交易装置和某些工业装置。为满足市场需求,以有吸引力、经济的价格实现更佳性能和可用性,马达控制策略的两个关键方面得以增强,从而提供高能效、热量减少、更安静流畅的运行。这可利用增添电流控制和基于查找的脉冲产生来实现,利用离散或整合的驱动电路,灵活支持微处理器控制或无微处理器运行,实现最佳系统性能、成本和方案尺寸。 

声明:转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请与我

们联系,我们将及时更正、删除,谢谢。

  • 赞一个(
    0
    )
  • 踩一下(
    0
    )
分享到:
阅读延展
BLDC
  • 厚积薄发 如何识别BLDC电机技术势力众生相

    厚积薄发 如何识别BLDC电机技术势力众生相

    如今随着人们生活水平的提高和现代生产自动化的发展,家用电器、消费电子、工业装置等设备越来越高效、小型以及高智能化,为此,2020年7月30日,大比特资讯将在深圳举办“第15届(深圳)电机驱动与控制技术研讨会”。

  • BLDC电机驱动新时代 推动自动化发展进程

    BLDC电机驱动新时代 推动自动化发展进程

    随着全球工业自动化、智能化和人们生活水平的提高,电机在汽车、家用电器、电子音像、信息处理设备,以及工业自动化等领域的应用将越来越广泛,与此同时,保证系统输出满足以及保障运转稳定性是关键因素。

  • 贸泽推出Qorvo PAC5527可编程电源管理解决方案 适用于BLDC电机控制

    贸泽推出Qorvo PAC5527可编程电源管理解决方案 适用于BLDC电机控制

    专注于引入新品并提供海量库存的电子元器件分销商贸泽电子 (Mouser Electronics) 即日起开始备货 Qorvo 的 PAC5527 48 V 电源应用控制器® (PAC)。此款用于无刷直流 (BLDC) 电机的电荷泵电机控制器和驱动器集成了多项功能,可提供基于微控制器的紧凑型电源和电机控制解决方案。

  • Trinamic推出三组BLDC/PMSM电池供电电机的高效驱动器

    Trinamic推出三组BLDC/PMSM电池供电电机的高效驱动器

    汉堡,2020 年 4 月 20 日– TRINAMIC 运动控制有限公司宣布推出最新的电池驱动解决方案电机驱动器 IC。带有集成功率 MOSFET 和电荷泵的微型三相电机驱动器 IC 非常适用于 BLDC 和 PMSM 电机,它们仅需一个锂离子电池或双节 AA 电池即可提供高达 2A 峰值和 2V(1.8V)…11V DC 的电压。

  • AOS推出新系列智能功率模块—IPM7 一款应用于电机驱动的高能效、紧凑耐用型产品

    AOS推出新系列智能功率模块—IPM7 一款应用于电机驱动的高能效、紧凑耐用型产品

    日前,集设计研发、生产和全球销售一体的著名功率半导体及芯片供应商 Alpha and Omega Semiconductor Limited(AOS,纳斯达克代码:AOSL)推出一款全新智能功率模块AIM702H50B,这是一款优化空间设计,满足电机驱动紧凑尺寸要求的高能效产品,可应用于家用电器和空调中的风扇电机等低功耗BLDC电机驱动系统。

  • 精彩回顾:高效能BLDC电机控制MCU及解决方案

    精彩回顾:高效能BLDC电机控制MCU及解决方案

    2020年5月29日上午,国民技术产品市场经理张海鹏进行直播演讲,其演讲主题为高效能BLDC电机控制MCU及解决方案。以下是本场直播的精彩内容。

微信

第一时间获取电子制造行业新鲜资讯和深度商业分析,请在微信公众账号中搜索“大比特商务网”或者“big-bit”,或用手机扫描左方二维码,即可获得大比特每日精华内容推送和最优搜索体验,并参与活动!

发表评论

  • 最新评论
  • 广告
  • 广告
  • 广告
广告
Copyright Big-Bit © 1999-2013 All Right Reserved 大比特资讯公司 版权所有      未经本网站书面特别授权,请勿转载或建立影像,违者依法追究相关法律责任