Por que você ainda está usando um relé para dirigir um motor de carro?
Com o advento da menores e mais inteligentes circuitos integrados (ICs) em sistemas elétricos automotivos, é hora de começar a olhar para o "elefante" no quarto: por que nós ainda usamos relés para controlar tejadilhos de carro, elevadores de janela, fechaduras eléctricas e elevadores de tampa traseiras bagagem, lugares de memória, compressores e várias bombas no carro? Apesar de relés são acessíveis e fáceis de design, sua funcionalidade é um pouco pesada para aplicações de motor modernas devido a sua vida limitada e tamanho grande. Para uma solução calma, pequena e segura, ICs de estado sólido são a melhor escolha para aplicações de controle de motores automotivos.
Tamanho de solução
Vamos comparar as duas soluções. A Figura 1 mostra uma solução típica do relé com a mesma voltagem e amperagem atual e uma solução equivalente no estado sólida.
Para solução de tamanho único, estado sólido 8 x 8 mm quad plana não-chumbo (QFN) e dois MOSFETs de canal N dual-pacote representam aproximadamente um terço da área da solução relé de placa. Olhando para o eixo z, toda a solução de estado sólida é sobre 0.9 mm, ou 0,035 polegadas de altura. Se você quer construir um motor driver placa de circuito impresso (PCB) que se encaixa bem na parte de trás do compartimento do motor, soluções de TI estado sólido são perfeitas para esta aplicação.
Além do tamanho, o driver de porta de estado sólido integra um conjunto completo de recursos de proteção que caso contrário devem ser compilados discretamente na solução de relé. Esses recursos incluem:
Medição de corrente de motor
Para qualquer tipo de regulamento atual, ambos sistemas de estado sólido e relé requerem um resistor de derivação. A solução de relé requer um circuito amplificador discreto para aumentar a tensão medida através do resistor do sentido. O aumento de tensão é enviado para um microcontrolador (MCU) conversor de analógico para digital (ADC) para que a lógica digital no MCU pode determinar quando desligar o motor ou limitar a corrente. Mas Solid-State drives motor normalmente integrar um amplificador de baixo-lado derivação, então o componente apenas discreto que você precisa é um resistor de corrente-sentido único. A Figura 2 mostra a diferença entre a unidade de motor integrada IC e a topologia de circuito de medição atual discretos.
Curva de velocidade do motor
Curvas de velocidade do motor com relés são extremamente ineficientes. Designers podem usar um resistor de tamanho diferente, colocado em série com o motor ou um motor multi enrolamento com velocidades diferentes para alcançar uma esquema de controle de multi-velocidade para janelas de poder, levantar portões, tejadilhos, portas deslizantes ou bombas com relés. Se você quer escolher uma velocidade diferente, ambas as soluções exigem mais relés, o que significa mais espaço de placa e componentes discretos.
Com uma solução de estado sólida, você só precisa fornecer dois sinais de modulação (PWM) de largura de pulso de MCU para drivers de motor de TI controlar a velocidade do motor. No DRV8702-Q1 e DRV8703-Q1, TI fornece um modo de PH/pt na qual apenas um PWM sinal é aplicado para o activar, enquanto uma lógica simples de alta ou baixa fase pinos controla a direção do motor. O sinal PWM nível de lógica é convertido diretamente para o portão MOSFET com a voltagem correta para melhorar totalmente o lado de alto ou baixa MOSFET. Com esse tipo de interface, você pode rapidamente criar bombas de vários estágios, trajetórias personalizadas para tejadilhos deslizante de vidro, janelas de poder macio-fechado, limpa para-brisas de velocidade variável econômica ou qualquer outro tipo de aplicativo de motor de controle de movimento simples.
Design de referência relacionados
O projeto de referência do módulo motor teto solar de pequeno porte é um módulo de controle de motor de estado sólido para claraboia e janela aplicações do elevador. O projeto de referência de TI usa o driver de porta DRV8703-Q1 com amplificador integrado de derivação e pacote de dual-pacote automotivo grau dois MOSFETs para criar um layout de estágio de poder muito pequeno em comparação com soluções típicas de relé. O projeto também inclui DRV5013-Q1 travamento efeito Hall sensores digitais dois TI para codificação a posição do motor.
Projetar um sistema de controle de motor usando Solid-State drive de motor de TI vai ajudar a reduzir o tamanho da solução de PCB, permitindo que mais e mais motores ser controlado a partir do mesmo módulo. Graças ao esquema de controle simples e altamente integrada de TI para movimentações do motor, desenhadores podem rapidamente e facilmente redesenhar mais modernos circuitos de controlador do motor DC escovados que atualmente estão usando relés.
