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cathy 提交于

<strong><font color="#FF0000">作者:Krushal Shah</font> </strong>

<p><span>智能集成电机驱动器和无刷直流(</span><span>BLDC</span><span>)电机可以帮助电动汽车和</span><span>新</span><span>一代汽车变得更具吸引力、更可行</span><span>及</span><span>更可靠。</span></p>

<p><span>图</span><span>1</span><span>所示为集成电机驱动器结合驱动电机所需的一切要素,如场效应晶体管(</span><span>FET</span><span>)、栅极驱动器和状态机。集成</span><span>避免了</span><span>电线从电子控制单元(</span><span>ECU</span><span>)到电机的布线距离过长,并</span><span>还</span><span>具有更小印刷电路板(</span><span>PC</span><span>B</span><span>)尺寸和</span><span>更低</span><span>整体系统成本的优点。</span></p>

<p><span>BLDC</span><span>电机在汽车应用中提供的优势包括效率、紧凑的尺寸、更长的电机</span><span>寿命</span><span>和电池寿命、更安静的车内体验以及</span><span>更好</span><span>的</span><span>EMI</span><span>性能</span><span>。</span></p>

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2017-12/wen_zhang_/100009263-31267-l1.p…; alt=“图1:智能集成BLDC电机驱动器” width="600"></center><center><i>图1:智能集成BLDC电机驱动器</i></center>

<p><strong>集成智能</strong><strong>系列</strong><span>博</span><span>文</span><span>将描述</span><span>BLDC</span><span>电机的不同性能要求,以及什么因素使得</span><span>TI</span><span>集成电机驱动器</span><span>“</span><span>智能化</span><span>”</span><span>。</span><span>本篇博文</span><span>将在汽车应用的</span><span>BLDC</span><span>系统中详细阐述</span><span>EMI</span><span>管理。</span></p>

<p><span>BLDC</span><span>电机在</span><span>10-100kHz</span><span>范围内的高开关频率条件下驱动。在这种高频下,高</span><span>dv/dt</span><span>和寄生电感的组合会导致</span><span>在</span><span>交换节点</span><span>上</span><span>发生高频振铃。这种振铃会发出可能干扰车内其他部件的高频噪声。</span></p>

<p><span>如图</span><span>2</span><span>和图</span><span>3</span><span>所示</span><span>,</span><span>调整外施电压的转换速率有助于减少振铃引起的干扰。在离散系统中,调节栅极驱动电阻会改变电压的转换速率。</span><span>但</span><span>必须手动更改电阻值,并根据测试结果选择最佳值。手动改变电阻的过程很繁琐,需要</span><span>PCB</span><span>的多次迭代,这增加了整体尺寸和复杂性。</span></p>

<p><span>在</span><span>如</span><a href="http://www.ti.com.cn/lit/ds/symlink/drv10983-q1.pdf?HQS=%20asc-mdbu-imc…;的</span><span>集成驱动器</span><span>中</span><span>,栅极电阻不可</span><span>测量</span><span>,不能更改</span><span>,但</span><span>这并不是一件坏事。例如,</span><span>在</span><a href="http://www.ti.com.cn/lit/ds/symlink/drv10983-q1.pdf?HQS=%20asc-mdbu-imc…;中集成了转换速率控制;可以通过更改寄存器值来轻松更改此转换速率,从而加快</span><span>EMI</span><span>测试模块的整体运行速度。</span></p>

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2017-12/wen_zhang_/100009263-31268-l2.p…; alt=“图2:在120V/μs的转换速率下,对DRV10983-Q1和BLDC电机进行EMI测量” width="600"></center><center><i>图2:在120V/μs的转换速率下,对DRV10983-Q1和BLDC电机进行EMI测量</i></center>

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2017-12/wen_zhang_/100009263-31269-l3.p…; alt=“图3:以在35V/μs的转换速率下,对DRV10983-Q1和BLDC电机进行EMI测量” width="600"></center><center><i>图3:以在35V/μs的转换速率下,对DRV10983-Q1和BLDC电机进行EMI测量</i></center>

<p><span>改善</span><span>EMI</span><span>性能的另一种方法是通过改变脉冲宽度调制(</span><span>PWM</span><span>)开关频率。</span><span>PWM</span><span>开关频率对振铃有</span><span>所</span><span>影响。在集成驱动器</span><span>中</span><span>,</span><span>PWM</span><span>频率</span><span>可通过配置寄存器来更改。例如,</span><span>DRV10983-Q1</span><span>有两个频率(</span><span>25kHz</span><span>和</span><span>50kHz</span><span>)可供选择。</span></p>

<p><span>用于降低</span><span>EMI</span><span>的一种常见技术是抖动主时钟频率。抖动通过在频谱两端扩展开,来降低峰值频率的振幅。</span></p>

<p><span>通过使用具有完全集成功能的电机驱动器,如压摆率控制、可变</span><span>PWM</span><span>开关频率和抖动,可以减少用于滤波的外部元件的数量。这可以节省系统成本、电路板空间,</span><span>以及</span><span>最重要的</span><span>节省了找出</span><span>排放源所需的时间</span><span>和</span><span>重新设计电路板</span><span>所费</span><span>的</span><span>精</span><span>力。</span></p>

<p><span>在未来的博客中,我将讨论启动可靠性、初始位置检测、抗电压浪涌、电机在相反或相同方向旋转时的再同步、正弦换向和许多其他使电机驱动器变得智能的集成功能。</span></p>

<p><strong>其他信息</strong></p>

<ul>
<li><span>下载</span><a href="http://www.ti.com.cn/lit/ds/symlink/drv10983-q1.pdf?HQS=%20asc-mdbu-imc… href="http://www.ti.com.cn/lit/ds/symlink/drv10983-q1.pdf?HQS=%20asc-mdbu-imc…;数据表</span></a><span>。</span></li>
<li><span>使用</span><a href="http://www.ti.com.cn/tool/cn/drv10983q1evm?HQS=%20asc-mdbu-imc-autobody… href="http://www.ti.com.cn/tool/cn/drv10983q1evm?HQS=%20asc-mdbu-imc-autobody…;评估模块</span></a><span>开始</span><span>发动</span><span>这些</span><span>BLDC</span><span>电机。</span></li>
<li><span>浏览有关各种主题的其他培训视频,帮助您设计</span><a href="http://www.ti.com.cn/general/cn/docs/gencontent.tsp?contentId=71968?%20…;电</span><span><span>机</span></span><span>驱</span><span><span>动</span></span><span>器</span></a><span>。</span></li>
</ul>

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集成智能——第1部分:EMI管理