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Da TI driver sensorless per motori BLDC da 70 W con controllo trapezoidale e FOC per ridurre i tempi di progettazione

Immagine: Texas Instruments

Il controllo integrato in tempo reale consente agli ingegneri di avviare progetti per motori elettrici BLDC in meno di 10 minuti rendendo i sistemi motore più silenziosi e fino al 70% più piccoli.

Texas Instruments ha presentato i primi driver per motori brushless BLDC da 70 W del settore in grado di offrire un controllo trapezoidale e FOC (field-oriented control) senza l’impiego di sensori e senza dover scrivere neppure una linea di codice. Questi dispositivi consentono agli ingegneri di realizzare un controllo motore BLDC in meno di 10 minuti, riducendo i tempi di progettazione e consentendo di progettare rapidamente una gran varietà di sistemi industriali, dai piccoli e grandi elettrodomestici, alle applicazioni mediche quali ventilatori e macchine per CPAP (ventilazione meccanica a pressione positiva continua). Con il controllo integrato in tempo reale e con un massimo di 18 componenti discreti, inclusi i MOSFET di potenza, questi dispositivi consentono anche di ridurre l’ingombro su scheda fino al 70% garantendo le migliori prestazioni acustiche della loro categoria.

La necessità di un controllo motore in tempo reale si è fatta più necessaria che mai per effetto dell’automazione sempre più spinta e della richiesta di sistemi sempre più efficienti, nonché per la crescente domanda di motori più silenziosi”, ha dichiarato Noman Akhtar, senior research analyst di Omdia. “Un numero crescente di sistemi industriali sta passando dai motori a induzione in AC ai motori BLDC, che sono molto più efficienti dal punto di vista energetico, pur richiedendo un hardware di controllo complesso e progetti software ottimizzati per supportare le prestazioni più elevate. Rispondere alle esigenze dei progettisti di un controllo in tempo reale, accorciando al tempo stesso il ciclo di progettazione complessivo, costituirà un importante passo avanti per i sistemi industriali di prossima generazione”.

Riduzione dei tempi di progettazione per controlli motore senza codice e senza sensori 

I driver per motori BLDC MCF8316A e MCT8316A sono dotati di un esclusivo set di algoritmi di controllo della commutazione che eliminano la necessità di sviluppare, mantenere e qualificare il software di controllo del motore, riducendo di mesi i tempi di progettazione. Gli algoritmi, insieme ad un’integrazione di alto livello, consentono ai driver di gestire funzioni critiche quali il rilevamento dei guasti del motore, implementando al contempo meccanismi di protezione per aumentare l’affidabilità del sistema. Questi driver, inoltre, integrano la tecnologia sensorless per determinare la posizione del rotore, eliminando i tradizionali sensori di Hall esterni, a tutto vantaggio dei costi e dell’affidabilità del sistema.

Inoltre, il driver per motore FOC sensorless MCF8316A rileva in modo intelligente i parametri del motore, consentendo ai progettisti di mettere rapidamente a punto un sistema con prestazioni costanti, in grado di compensare eventuali differenze produttive. Il driver per motore sensorless a controllo trapezoidale MCT8316A utilizza solamente cinque pin hardware, semplificando i sistemi ed eliminando la necessità di un’interfaccia per microcontrollore.

Per ulteriori informazioni è disponibile l’articolo tecnico “Tre modi per ridurre il tempo di progettazione con motori brushless in DC”. 

Le migliori prestazioni acustiche della categoria

I driver per motori BLDC MCF8316A e MCT8316A offrono funzionalità avanzate di controllo in tempo reale per aiutare gli ingegneri a ottenere prestazioni acustiche impareggiabili in applicazioni quali purificatori d’aria, frigoriferi, lavatrici e ventilatori. L’MCF8316A è dotato di una tecnica brevettata di compensazione automatica dei tempi morti che compensa la distorsione della corrente e che consente agli ingegneri di ottimizzare le prestazioni acustiche del motore. L’MCT8316A è dotato di tecniche di controllo trapezoidale variabile, che i progettisti possono utilizzare per ridurre il rumore del motore.

La nota applicativa “Come ridurre il rumore nei motori con driver per motori BLDC senza codice e senza sensori” contiene informazioni su come ottenere le migliori prestazioni acustiche nei progetti per elettrodomestici. 

Maggiore velocità di risposta del sistema con controllo in tempo reale 

Il driver per motori a controllo trapezoidale sensorless MCT8316A può raggiungere una velocità massima del motore elettrico di 3,5 kHz, superiore a quella di qualsiasi altro driver per motori sensorless senza codice. In questo modo si rende più veloce la risposta del sistema in applicazioni quali i robot aspirapolvere, che richiedono un controllo del motore rapido e preciso.

L’MCT8316A e l’MCF8316A sono inoltre i primi nel settore a fornire un modo rapido e controllato per far decelerare attivamente un motore, consentendo agli ingegneri di arrestare un motore il 50% più rapidamente rispetto alle tradizionali tecniche di controllo del motore. Inoltre, questi dispositivi possono arrestare un motore senza restituire indiscriminatamente energia al circuito, proteggendo quindi il sistema da eventuali danni. 

Riduzione dell’ingombro su scheda fino al 70% 

L’MCF8316A e l’MCT8316A consentono ai progettisti di ridurre il costo totale del sistema nonché quello dell’ingombro su scheda fino al 70%.   Questi dispositivi integrano tre gate driver e sei MOSFET high-side e low-side con RDS (ON) di 50 mOhm, i primi driver per motori BLDC a offrire fino a 70 W di potenza con 8 A di corrente di picco per sistemi a 12 e 24 V. I driver per motori integrano inoltre componenti come un regolatore a basso dropout, un regolatore step-down DC/DC e amplificatori di rilevamento della corrente, eliminando fino a 18 circuiti integrati discreti esterni. 

Le versioni di pre-produzione dei driver MCF8316A e MCT8316A sono disponibili esclusivamente su TI.com in package quad flat no-lead da 40 pin con dimensioni di 5 x 7 mm. Il prezzo unitario parte da USD 1,75 per forniture di 1.000 pezzi.

Le demo dei driver durante TI Live! Tech Exchange

Texas Instruments presenterà l’MCF8316A e l’MCT8316A durante l’evento virtuale TI Live! Tech Exchange, il 27-29 settembre 2021. Tra i temi dell’evento, il controllo in tempo reale, il rilevamento visivo, le tendenze nel design automobilistico e nella gestione dell’alimentazione in una serie di presentazioni, tavole rotonde, sessioni tecniche e demo. Ulteriori informazioni sul sito ti.com/techexchange.