Relé kjør bil motor fordel
Noen spør, det er så mange metoder som kan brukes til å kjøre bilmotorer. Hvorfor bruker de fremdeles reléer til kjøring? Denne artikkelen vil forklare dette problemet og forstå fordelene ved reléer.
Med den økende adopsjonen av mindre og smartere integrerte kretser (ICs) i automotive elektriske systemer, er det på tide å begynne å løse problemet med blindhet: hvorfor er vi fortsatt i soltakmodulen, vindusheismekanismen, strømslåsen, bakgiret? Kontroller motoren med et relé i brettløft, minnesete, kompressor og pumpe? Selvfølgelig er bruken av reléer billig og enkel å designe, men deres funksjon synes å være tungvint for moderne motorapplikasjoner, gitt deres begrensede levetid og stor løsningsstørrelse. For stille, små og trygge løsninger, er solid state IC-er det beste valget for bilmotorstyringsapplikasjoner.
Løsningsstørrelse
La oss sammenligne de to løsningene, som vist i Figur 1: En typisk reléløsning og en tilsvarende solid state-løsning med samme nominelle spenning og strøm.
Motorstrømsmåling
For alle typer gjeldende regulering krever både reléer og solid state-systemer shuntmotstander. Reléoppløsningen krever en separat diskret forsterkerkrets for å øke spenningen målt over følelsesmotstanden. Den økte spenningen sendes da til en mikrokontroller (MCU) analog-til-digital-omformer (ADC) slik at den digitale logikken i MCU kan bestemme når du skal slå av motoren eller begrense strømmen. Imidlertid integrerer solid state-motordrivere vanligvis en lavsidestrøm shuntforsterker, så den eneste diskrete komponenten som kreves, er en enkelt strøm-motstand. Figur 2 viser forskjellen mellom den integrerte motordrevet IC og den diskrete strømmålingskretsens topologi.
Grensesnitt til MCU
Ved tilkobling av reléer og solid state-løsninger til en MCU, implementerer fast-state ICer vanligvis en direkte forbindelse mellom MCUs generell inngang og utgang (GPIO) og analog-til-digital-omformer (ADC). Disse ICene er typisk fleksible nok til å koble en 1,8, 3,3 eller 5V logisk nivåspenning til en jordbasert, høyimpedans nedtrekksmotstand. For reléløsninger er det nødvendig med en tilsvarende strømforsterkning for å kontrollere solenoidspolene i reléet for å oppnå tilsvarende inngangskontroll. Figur 3 viser forskjellen i krets topologi som kobler relé og solid state-stasjonen til MCU.
Motorhastighetskurve
Motorhastighetskurven med relé er svært ineffektiv. Designere kan bruke reléer til å oppnå flerhastighets kontrollordninger for kraftvinduer, heisdører, takterminer, skyvedører eller pumper gjennom forskjellige motstandsmodeller som er plassert i serie med motoren eller flere viklingsmotorer med forskjellige hastigheter. Begge løsningene krever flere reléer hvis forskjellige hastigheter er valgt, og flere reléer krever mer brettomreter og diskrete komponenter.
Med en solid-state-løsning, trenger du bare å levere to pulsbreddemodulasjons (PWM) signaler fra MCU for TIs motordrivere for å kontrollere motorhastigheten. På DRV8702-Q1 og DRV8703-Q1, gir TI en fase / aktiveringsmodus der bare ett PWM-signal påføres aktiveringspinnen, mens en enkel logisk høy eller lavfaset pin styr motorens retning. Logikknivået PWM-signalet konverteres direkte til MOSFET-porten med riktig spenning for fullt ut å forbedre MOSFET på høyden eller den lave siden. Med denne typen grensesnitt kan du raskt designe flerfarts pumper, tilpassede bevegelseskurver for glidende soltak, myke lukkede vinduer, billige vindusviskere med variabel hastighet eller en hvilken som helst annen type enkel bevegelseskontrollmotor applikasjon.
Forekomst
Den lille fotavtrykkslysmodulmodulets referansedesign er en solid state motorstyringsmodul for takvindu og vinduheiser. TI-referansesignalet bruker DRV8703-Q1-portdriveren, som integrerer en nåværende shuntforsterker og to to-rads pakker med bilstereo-pakke MOSFETer for å skape en meget liten effektfaseoppløsning sammenlignet med en typisk reléløsning. Konstruksjonen inkluderer også to TIs DRV5013-Q1 låsing hall sensorer for koding av motor posisjon.
Ved å designe et motorstyringssystem som bruker TIs solid state-motorstasjoner, reduseres størrelsen på PCB-løsningen, slik at flere motorer kan styres fra samme modul. Takket være den høye integrasjonen av våre motorstasjoner og enkle styringssystemer, kan designere raskt og enkelt omorganisere de fleste moderne børstede likestrømskontrollkretser som for tiden bruker reléer.
