簡化無刷馬達應用開發 TI推出免編程驅動方案

作者: 黃繼寬
2021 年 09 月 16 日

由於具備更好的工作效率,加上法規對各種電器產品的耗電要求越來越嚴格,無刷直流(BLDC)馬達在各種家電與工業設備領域,變得越來越流行。但與傳統交流馬達相比,BLDC馬達的驅動控制相對複雜,工程師得花更多時間來撰寫控制演算法,導致採用BLDC馬達的應用產品開發週期拉長,成本也跟著墊高。為加快BLDC馬達的應用開發速度,讓應用更普及,德州儀器日前發表了一款高度整合的70瓦BLDC馬達驅動器,不僅將大量周邊元件整合成單晶片,同時還內建梯形控制或磁場導向控制功能,讓工程師可以在十分鐘內,就讓BLDC馬達轉起來。

德州儀器無刷直流馬達驅動器產品線經理Punya Prakash表示,環保意識抬頭,導致法規對各種電器設備的耗電量有更嚴格的規定。加上使用者對電器設備的噪音容忍度越來越低,這些因素都驅使電器設備的製造商紛紛轉向更安靜、效率更好的BLDC馬達。然而,與交流馬達相比,BLDC馬達的驅動控制相對複雜,工程師編寫程式的工作負擔大,需要使用的元件數量也多,導致使用BLDC馬達的應用產品開發速度更慢,而且硬體成本也更高昂。

為降低BLDC馬達應用開發的困難度跟成本,TI近期發表了兩款70瓦BLDC馬達驅動器。兩款驅動器都是高度整合的解決方案,與使用離散元件的作法相比,最多可省下包含MOSFET在內的18顆外部元件,馬達驅動單元的尺寸亦可縮小70%,成本也獲得最佳化。至於在驅動控制方面,兩款驅動器各自內建磁場導向控制與梯形控制功能,如果開發者需要精確控制馬達,實現平順的運轉,可採用內建磁場導向控制功能的驅動器。若是需要高轉速的應用,例如吸塵器、掃地機器人,則可選擇內建梯形控制功能的方案。在這兩種內建功能的輔助下,不管開發者要採用磁場導向控制或梯形控制,都不必再自行編寫韌體,產品開發時間亦因此大幅縮短。

值得一提的是,由於使用者對馬達噪音的容忍度也越來越低,如何讓馬達更安靜,也是開發者關心的重點。一般來說,馬達運轉必然會產生噪音,但如果控制設計不良或驅動電流失真,馬達運轉時的噪音會明顯惡化,特別是高轉速的馬達應用,情況會更嚴重。為此,支援梯形控制功能的驅動方案,還內建可對死區進行自動補償的專利技術,讓工程師能將聲學性能最佳化。MCT8316A 包含可變梯形控制技術,讓設計人員可用以降低馬達噪音。 

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