新聞中心

世平集團代理之 TI 推出高效率直流無刷電機電動工具參考設計

 2018-02-07

TIDA-00771 是適用於由 3 節鋰離子電池供電(電壓範圍為 5V 到 12.6V)的電動工具中三相無刷直流 (BLDC) 電機的 20A RMS 驅動器。電動工具被用於各種工業和家庭應用,例如鑽孔,研磨,切割,拋光,拉緊緊固件,各種園林工具等等。電動工具最常見的類型使用電動機,而一些使用內燃機,蒸汽機或壓縮空氣。功率工具可以是有線或無繩(電池供電)。有線電動工具使用主電源(電網電源)為交流或直流電機供電。無繩工具使用電池電力驅動直流電機。大多數無繩工具使用業內最先進的鋰離子電池。鋰離子電池具有高能量密度,重量輕,壽命更長。這些電池具有相對較低的自放電(不到鎳基電池的一半),可以提供非常高的電流電動工具等應用程式。無繩工具使用有刷或BLDC電機。無刷電機更高效,更少維護方便,噪音低,壽命長。電動工具對外形和熱量有要求性能。因此,需要高效率的功率級以緊湊的尺寸來驅動電力工具電機。功率級的小型化使得安裝靈活,PCB布局更好性能和低成本設計。高效率提供最大的電池持續時間和減少冷卻的努力。

 

系統方塊圖:

 產品照片:

 

產品特性:

該設計是可實現基於傳感器的梯形控制的 45 x 50 mm 緊湊型驅動器。該設計使用一個分立式緊湊型基於 MOSFET 的三相逆變器,可提供 20A RMS 連續(持續 1 秒的 70A 峰值)繞組電流,無需任何外部冷卻裝置或散熱器。柵極驅動器的轉換率控制和電荷泵可確保在 5V 至 12.6V 之間實現最大逆變器效率(>97%,10.8V 直流)並具有最佳 EMI 性能。逐周期過流保護功能可防止功率級出現大的堵轉電流,並且板可以在高達 55°C 的環境溫度下工作。小巧的外形支持在靠近電池組的位置放置板,高效率使電池的持續時間更長,70A 的峰值電流容量可在電動工具中提供高瞬時峰值扭矩。高效率的要求反過來又要求開關器件的漏極電流低電阻(RDS_ON)。功率級還應該照顧保護,如電機堵轉或任何高電流的其他機會。該設計採用CSD17576Q5B NexFET,在SON5x6 SMD中具有1.7mΩ的極低RDS_ON封裝,從而形成45 mm×50 mm的非常小的外形尺寸。三相門驅動器DRV8305用於驅動三相MOSFET橋,可以在4.5到45 V的電壓下工作支持可編程門電流,最大設置為1.25-A灌電流/ 1-A電源。 DRV8305包括三個電流分流放大器,用於精確的電流測量,支持雙向電流感應與可調增益。 DRV8305集成了穩壓器和控制器支持MCU或額外的系統電源需求。 SPI提供詳細的故障報告和靈活性參數設置,例如電流分流放大器的增益選項,門限擺率控制驅動程序和各種保護功能。MSP430G2553微控制器用於實現控制算法。 CBC過流保護使用MSP430G2553的內部比較器和外部緩衝器。測試報告評估的RMS電流能力,峰值電流能力和熱性能主板和過流保護功能,如逐周期控制和鎖存控制DRV8305。測試結果也顯示了不同空氣的電路板的RMS電流能力得到了改善流。

 

產品測試:

 


                    

應用:

-        無刷直流電機驅動器

-        無繩手持園藝工具

-        無繩手持電動工具

-        吸塵器

-        服務型機器人

-        機器人割草機

-        真空機器人