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瑞萨FoC控制技术解决电动工具应用
2023-05-29 328次

无传感器FoC是一种广受欢迎的无刷电机控制技术,被应用在电动工具、高性能吹风机、扫地机器人等相关产品中。随着新产品的迭代速度不断加快,电机对控制算法的要求也变得更加严苛。对此,瑞萨电子推出了180°无传感器磁场定向控制(FoC)电动工具解决方案其利用基于磁链和高频注入(HFI)两种算法优势,解决了矢量电机控制应用中的常见痛点,包含成熟的无传感器矢量控制算法、低速高扭矩模式、从低速到高速恢复等。

 

  系统框图

  

 

  

 

  主要器件介绍

  本方案中MCU选型采用的RX24T是一款适用于双逆变器控制的32位MCU内置浮点单元(FPU),可轻松实现复杂的逆变器控制算法。

  在驱动器的应用上,本方案提供了两种选项:


  电池电压大于36V

  当电池电压大于36V时可采用3个HIP2211半桥MOSFET驱动器其具有强大的3A驱动拉电流和4A驱动灌电流以及极快的15ns典型传播延迟和2ns典型延迟匹配,是高频开关应用的优秀选择。它专为严苛工作条件下的可靠运行而设计,其高速、高压HS引脚可承受高达-10V的持续电压并以50V/ns速度转换。全面的欠压保护与可编程防击穿保护协同工作以确保其驱动的MOSFET不会因电源或其它外部故障而损坏。

 

  电池电压小于36V

  而在电池电压小于36V时可选用RAA227063智能栅极驱动器IC代替HIP2211半桥MOSFET驱动器,RAA227063是用于无刷直流(BLDC)电机应用的智能栅极驱动器IC。它具有三个半桥智能栅极驱动器,可驱动多达三个N沟道MOSFET桥接器。该器件支持4.5V至60V桥接电压。每个栅极驱动器均支持高达1A拉电流和2A灌电流驱动,具有可编程驱动强度控制功能。

  在电源的选择上,本方案选用的RAA212831是一款三路输出稳压器结合了4.5V至72V输入、0.5A降压稳压器和两个低压差线性稳压器(LDO)输出。降压稳压器在连续导通模式(CCM)下具有的固定开关频率为350kHz并在轻负载时进入不连续导通模式(DCM),以实现脉冲跳过模式。

  除此之外,方案还采用了6个RBA250N10CHPF-4UA02其是应用于高电流的N沟道MOSFET,具有极佳的性能。并且为了放大小信号,本方案还采用了ISL28114运算放大器该产品是一个单通道的通用型微功耗、轨对轨输入和输出的运算放大器。其电源电压范围为1.8V~5.5V,具有低电源电流,在室温下最大为390μA。基于低偏置电流和宽输入电压范围的特点使得ISL28114器件成为广泛应用的通用运放。

  

 

 

  瑞萨电子一直致力于帮助客户解决各种技术挑战和应用问题,以使他们的产品更加智能、高效和可靠。这款方案拥有专用的180°无传感器矢量算法可用于具有Flux+HFI的园林工具其专用MCU可轻松实现复杂的控制算法,有效的提高了电动工具的性能和效率。未来,我们会不断开拓创新,推出更多适应市场需求的、高质量的解决方案。

 

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