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瑞薩FoC控制技術,輕松解決電動工具應用痛點

發(fā)布時間:2023-07-07 來源:瑞薩 責任編輯:wenwei

【導讀】無傳感器FoC是一種廣受歡迎的無刷電機控制技術,被應用在電動工具、高性能吹風機、掃地機器人等相關產品中。隨著新產品的迭代速度不斷加快,電機對控制算法的要求也變得更加嚴苛。對此,瑞薩電子推出了180°無傳感器磁場定向控制(FoC)電動工具解決方案,其利用基于磁鏈和高頻注入(HFI)兩種算法優(yōu)勢,解決了矢量電機控制應用中的常見痛點,包含成熟的無傳感器矢量控制算法、低速高扭矩模式、從低速到高速恢復等。


系統框圖

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主要器件介紹


本方案中MCU選型采用的RX24T,是一款適用于雙逆變器控制的32位MCU,內置浮點單元(FPU),可輕松實現復雜的逆變器控制算法。


在驅動器的應用上,本方案提供了兩種選項:


# 電池電壓大于36V


當電池電壓大于36V時,可采用3個HIP2211半橋MOSFET驅動器,其具有強大的3A驅動拉電流和4A驅動灌電流,以及極快的15ns典型傳播延遲和2ns典型延遲匹配,是高頻開關應用的優(yōu)秀選擇。它專為嚴苛工作條件下的可靠運行而設計,其高速、高壓HS引腳可承受高達-10V的持續(xù)電壓,并以50V/ns速度轉換。全面的欠壓保護與可編程防擊穿保護協同工作,以確保其驅動的MOSFET不會因電源或其它外部故障而損壞。


# 電池電壓小于36V


而在電池電壓小于36V時,可選用RAA227063智能柵極驅動器IC代替HIP2211半橋MOSFET驅動器,RAA227063是用于無刷直流(BLDC)電機應用的智能柵極驅動器IC。它具有三個半橋智能柵極驅動器,可驅動多達三個N溝道MOSFET橋接器。該器件支持4.5V至60V橋接電壓。每個柵極驅動器均支持高達1A拉電流和2A灌電流驅動,具有可編程驅動強度控制功能。


在電源的選擇上,本方案選用的RAA212831是一款三路輸出穩(wěn)壓器,結合了4.5V至72V輸入、0.5A降壓穩(wěn)壓器和兩個低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)輸出。降壓穩(wěn)壓器在連續(xù)導通模式(CCM)下具有的固定開關頻率為350kHz,并在輕負載時進入不連續(xù)導通模式(DCM),以實現脈沖跳過模式。


除此之外,方案還采用了6個RBA250N10CHPF-4UA02,其是應用于高電流的N溝道MOSFET,具有極佳的性能。并且為了放大小信號,本方案還采用了ISL28114運算放大器,該產品是一個單通道的通用型微功耗、軌對軌輸入和輸出的運算放大器。其電源電壓范圍為1.8V~5.5V,具有低電源電流,在室溫下最大為390μA?;诘推秒娏骱蛯捿斎腚妷悍秶奶攸c,使得ISL28114器件成為廣泛應用的通用運放。


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瑞薩電子一直致力于幫助客戶解決各種技術挑戰(zhàn)和應用問題,以使他們的產品更加智能、高效和可靠。這款方案擁有專用的180°無傳感器矢量算法,可用于具有Flux+HFI的園林工具,其專用MCU可輕松實現復雜的控制算法,有效的提高了電動工具的性能和效率。未來,我們會不斷開拓創(chuàng)新,推出更多適應市場需求的、高質量的解決方案。



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