Relais aandrijving auto motorvoordeel
Sommige mensen vragen, er zijn zoveel methoden die kunnen worden gebruikt om automobielmotoren aan te drijven. Waarom gebruiken ze nog steeds relais om te rijden? Dit artikel zal dit probleem verklaren en de voordelen van relais begrijpen.
Met de toenemende acceptatie van kleinere en slimmere geïntegreerde schakelingen (IC's) in elektrische systemen voor de automobielindustrie, is het tijd om het probleem van blindheid op te lossen: waarom zitten we nog steeds in de schuifdakmodule, raamregelaar, elektrisch slot, achterwielversnelling? Bedien de motor met een relais in de plafondlift, geheugenstoel, compressor en pomp? Natuurlijk is het gebruik van relais goedkoop en eenvoudig te ontwerpen, maar hun functie lijkt omslachtig te zijn voor moderne motortoepassingen, vanwege hun beperkte levensduur en grote oplossingsgrootte. Voor stille, kleine en veilige oplossingen zijn solid-state IC's de beste keuze voor motormanagementtoepassingen voor auto's.
Oplossing grootte
Laten we de twee oplossingen vergelijken, zoals weergegeven in afbeelding 1: een typische relaisoplossing en een equivalente solid-state-oplossing met dezelfde nominale spanning en stroom.
Motorstroom meting
Voor elk type stroomregeling hebben zowel relais als solid state-systemen shuntweerstanden nodig. De relaisoplossing vereist een afzonderlijke discrete versterkerschakeling om de spanning gemeten over de meetweerstand te vergroten. De verhoogde spanning wordt vervolgens naar een analoog / digitaal-omzetter (MCC) van een microcontroller (ADC) gestuurd, zodat de digitale logica in de MCU kan bepalen wanneer de motor moet worden uitgeschakeld of de stroom moet worden beperkt. Motorstuurprogramma's met vaste toestand combineren echter typisch een stroomversterker met lage zijde, zodat de enige vereiste discrete component een enkele stroomgevoelige weerstand is. Figuur 2 toont het verschil tussen de geïntegreerde motoraandrijvings-IC en de discrete stroommeetcircuittopologie.
Interface naar MCU
Bij het aansluiten van relais en solid-state oplossingen op een MCU, implementeren solid-state IC's doorgaans een directe verbinding tussen de GPU (General-Purpose Input and Output) (GPIO) en de analoog-naar-digitaalomzetter (ADC) pinnen. Deze IC's zijn doorgaans flexibel genoeg om een 1,8, 3,3 of 5V logisch niveau voltage aan te sluiten op een grondgebonden hoogohmige pull-down-weerstand. Voor relaisoplossingen is een vergelijkbare stroomversterking vereist om de solenoïde spoelen in het relais te besturen om vergelijkbare ingangsregeling te verkrijgen. Figuur 3 toont het verschil in circuittopologie die de relais- en solid state-schijf met de MCU verbindt.
Motortoerentalcurve
De motortoerentalcurve met relais is zeer inefficiënt. Ontwerpers kunnen relais gebruiken om multi-speed besturingsschema's voor elektrische ruiten, hefdeuren, schuifdakdeuren of pompen te bereiken door weerstanden van verschillende afmetingen in serie te plaatsen met de motor of motoren met meerdere wikkelingen met verschillende snelheden. Beide oplossingen vereisen meer relais als verschillende snelheden worden gekozen en meer relais vereisen meer ruimte op de kaart en afzonderlijke componenten.
Bij een solid-state-oplossing hoeft u slechts twee pulsbreedtemodulatie (PWM) -signalen van de MCU voor de motorstuurprogramma's van TI te leveren om het motortoerental te regelen. Op de DRV8702-Q1 en DRV8703-Q1 biedt TI een fase / activeringsmodus waarin slechts één PWM-signaal wordt toegepast op de activeringspin, terwijl een eenvoudige logische hoge of lage fasepen de richting van de motor regelt. Het PWM-signaal op logisch niveau wordt direct geconverteerd naar de MOSFET-poort met de juiste spanning om de MOSFET met hoge zijde of lage zijde volledig te verbeteren. Met dit type interface kunt u snel multi-speed pompen, aangepaste bewegingscurven voor glazen schuifdakschermen, soft-closed elektrische ramen, goedkope ruitenwissers met variabele snelheid of elk ander type eenvoudige motorbesturing met motion control ontwerpen.
Aanleg
Het referentieontwerp voor kleine zonneklep-motormodellen is een motorbesturingsmodule in vaste toestand voor toepassingen op het dakraam en voor raamliften. Het TI-referentieontwerp maakt gebruik van de DRV8703-Q1-poortdriver, die een stroom-shuntversterker en twee MOSFET's met MOSFET's voor MOSFET-pakketten met een dubbele rij pakket combineert om een zeer kleine indeling van de vermogensstadium te creëren in vergelijking met een typische relaisoplossing. Het ontwerp omvat ook twee TI's DRV5013-Q1 arrêterende Hall-sensoren voor het coderen van de motorpositie.
Door een motorbesturingssysteem te ontwerpen met behulp van TI's solid-state motoraandrijvingen, wordt de PCB-oplossing kleiner, waardoor meer motoren vanuit dezelfde module kunnen worden aangestuurd. Dankzij de hoge integratie van onze motoraandrijvingen en eenvoudige besturingsschema's, kunnen ontwerpers snel en eenvoudig de meeste moderne geborstelde DC-motorcontrolecircuits die momenteel relais gebruiken, opnieuw ontwerpen.
