Precisamos voltar muitos anos para rever o período em que o veículo não usou o motor. Naquela época, o veículo era acionado por uma manivela e o ventilador e o limpador do motor eram acoplados mecanicamente ao motor. A combinação do motor elétrico e do motor de combustão interna foi rapidamente combinada, e essa combinação era originalmente principalmente para considerações de conforto. Esses motores são de baixa potência (<100w) e="" normalmente="" requerem="" apenas="" um="" relé="" simples="" para="" acionar="" a="" carga,="" que="" é="" a="" melhor="" escolha="" para="" melhorar="" a="" eficiência="" e="" o="" desempenho="" do=""> À medida que os motores começam a ser aplicados em aplicações de segurança, como sistemas de frenagem antibloqueio e sistemas de controle de tração, os motores exigem um sistema de acionamento mais confiável.
Recentemente, no entanto, a indústria automotiva voltou sua atenção para a redução do consumo de combustível. A pressão do tráfego verde forçou os engenheiros a encontrar soluções inteligentes e eficazes para seus veículos. O motor pode alcançar excelente desempenho quando acionado por dispositivos eletrônicos inteligentes. As soluções eletrônicas são especialmente adequadas para motores de alta potência (> 100W). Embora o resfriamento do motor e os ventiladores nos carros modernos agora usem o controle eletrônico de potência, a faixa de aplicações para motores ainda é grande. Muitas das funções do carro ainda usam sistemas mecânicos conectados ao motor de combustão interna. O controle eletrônico pode trazer melhorias significativas na eficiência, e bombas e bombas são bons exemplos. Com o controle elétrico, a energia pode ser transmitida com eficiência ao motor, permitindo que o motor atenda com precisão os requisitos de energia em todos os momentos.
Tecnologia de conversão de frequência traz oportunidades significativas para a indústria automotiva
A refrigeração variável do motor do veículo e o controlo do motor de frequência variável da aplicação do ventilador são as últimas novidades. Tanto a unidade de arrefecimento do motor quanto a ventoinha do modelo antigo usam um sistema de controle de velocidade que consiste em um resistor e um relé. Com este sistema, a velocidade do motor é limitada a vários valores discretos. Um resistor é necessário em série com o motor para atingir qualquer valor de velocidade. A velocidade do motor não pode ser otimizada para os requisitos de energia, portanto, o desempenho dessa solução é extremamente baixo. Isso resulta em eficiências típicas abaixo de 50% na maioria dos casos.
Avanços recentes na tecnologia de eletrônica de potência tornaram o controle de motor de frequência variável a solução preferida para muitas aplicações. Com o controle de frequência variável, eficiências típicas do sistema superiores a 90% podem ser alcançadas em toda a faixa de carga. Tomando uma típica ventoinha de arrefecimento do motor de 400W como exemplo, o consumo de energia do controlador electrónico é 100W inferior ao do controlador da ventoinha de resistência durante um ciclo de carga típico. A potência de 100W economizada é equivalente a uma redução de cerca de 0,1L por 100km de consumo de combustível.
O desafio de conduzir motores com tecnologia de controle PWM é atender aos requisitos da EMI. A 20 kHz, o sistema produz ruído no lado da bateria. O declive atual di / dt durante a ativação e desativação é a principal fonte de EMI. Para atender aos requisitos da EMI, um filtro passivo deve ser conectado entre a bateria e o inversor. Este filtro geralmente consiste em dois capacitores grandes e um indutor. O custo do filtro é um custo importante para todo o sistema. Em um sistema simples usando MOSFETs, a única maneira de reduzir di / dt é inserir um resistor na porta para diminuir a velocidade de comutação. Isso aumentará muito as perdas de comutação, reduzirá a eficiência do sistema e aumentará o tamanho do dissipador de calor. Em tais sistemas, o tamanho do filtro EMI e do dissipador de calor precisa ser pesado.
O AUIR3330S usa controle proprietário de di / dt para a saída para reduzir as emissões conduzidas do painel. Esse controle ativo de di / dt otimiza o desempenho de perda de comutação e EMI e não está mais sujeito às compensações dos filtros de EMI e dos dissipadores de calor. A implementação desse recurso requer a formação de um gate específico no MOSFET, o que não é possível com componentes discretos. Para aplicações gerais com MOSFETs com drivers, o controle de tempo de chaveamento é obtido usando um resistor de porta para controlar a corrente do inversor. Além disso, o AUIR3330S oferece uma solução para a condução de qualquer tipo de motor a toda velocidade. A alta integração permite que os projetistas projetem uma solução compacta. O projeto da faixa de velocidade total pode ser alcançado rapidamente com um mínimo de componentes externos.
Controle ativo di / dt
Durante o processo de ativação, o driver aplica uma corrente grande para atingir o limite de MOSFET o mais rápido possível. À medida que a corrente começa a fluir para o MOSFET, a corrente do gate diminui para limitar di / dt. Quando a tensão da fonte de drenagem começa a cair, a corrente da porta sobe para limitar as perdas de comutação. As perdas de comutação são as mesmas na fase di / dt comparadas com os MOSFETs resistidos, mas as perdas de comutação são muito menores durante a fase dv / dt. Portanto, no mesmo nível de EMI, o AUIR3330S consome muito menos energia e requer apenas um dissipador de calor menor. O controle ativo de di / dt requer um driver complexo que pode usar diferentes correntes de gate em diferentes estágios do switch. O AUIR3330S também inclui circuitos inteligentes para detectar as fases di / dt e dv / dt.
Aplicações modernas de acionamento de motor também exigem recursos adicionais, como proteção e solução de problemas. O AUIR3330S integra uma variedade de recursos para evitar falhas no sistema em modo anormal, incluindo condições de temperatura excessiva, curto de saída, aterramento ou desconexão do capacitor de bootstrap. Em qualquer uma das condições de falha acima, o AUIR3330S é protegido e os resultados do diagnóstico de falha são relatados ao microprocessador. O resultado do diagnóstico é um valor que pode ser lido diretamente pelo microprocessador.
Além disso, o AUIR3330S possui uma função de realimentação de corrente que lê a corrente de carga medindo a voltagem que flui através do resistor Rifb. O sistema monitora a corrente de carga para controlar a energia fornecida à carga. E o estado de parada do motor pode ser detectado.
A realimentação do senso atual é usada para definir o limite de proteção de sobrecorrente. Quando a tensão no resistor Rifb excede 4,5V, a saída é desligada automaticamente. Esse recurso evita falhas na linha ou no motor durante as condições de parada e pode ser adaptado às necessidades de cada sistema.
Resumindo
Motores que alcançam controle eletrônico de velocidade total agora podem ser usados em muitas novas aplicações. Nos carros, algumas cargas ainda são acionadas diretamente pelo motor, como bombas, bombas de óleo e bombas de direção hidráulica. O uso de um motor para acionar essas cargas simplifica muito o projeto mecânico, eliminando a necessidade de correias e corredores, economizando espaço no compartimento do motor. O AUIR3330S oferece uma solução para a condução de qualquer tipo de motor a toda velocidade, com controle ativo de di / dt para EMI e otimização do desempenho de perda de comutação
