Introducción al chip controlador de motor de CC con escobillas
Los chips controladores de motores de CC con escobillas se encuentran entre los tipos de motores más utilizados en campos que incluyen el control industrial, la electrónica de consumo y el hardware inteligente. Se basan en escobillas y un conmutador para completar la conmutación automática de las fases del rotor, eliminando la necesidad de un control lógico de conmutación externo adicional, y presentan las características de una estructura simple y barreras bajas para la implementación del control. El chip controlador de motor de CC con escobillas (BDC) son circuitos integrados diseñados específicamente para accionar motores BDC, realizando funciones básicas que incluyen conversión de energía, control operativo y protección de estado y, por lo tanto, son componentes centrales indispensables de los sistemas de motores BDC.
Principios operativos básicos del chip controlador de motor de CC con escobillas
En términos de principios operativos básicos, el chip controlador del motor de CC con escobillas controla la velocidad de rotación y la dirección de rotación principalmente ajustando la magnitud y la polaridad de la salida de voltaje a la armadura del motor: la polaridad del voltaje de conmutación permite la conmutación de rotación hacia adelante y hacia atrás, y el ajuste de la amplitud del voltaje de salida logra la regulación de la velocidad. La solución de regulación de voltaje principal es integrar una topología de energía de medio-puente o de-puente completo dentro del chip y ajustar el voltaje de salida promedio mediante la modulación de ancho de pulso (PWM). Este método de regulación presenta alta eficiencia y baja pérdida de potencia, y puede satisfacer los requisitos de conducción de la gran mayoría de motores BDC. Actualmente, los chips de controlador de motor BDC disponibles comercialmente cubren escenarios de aplicación que van desde el nivel de milivatios-hasta el nivel de kilovatios-en términos de potencia nominal: los chips de baja-potencia pueden tener una escala tan pequeña como milimétrica-y en su mayoría adoptan paquetes pequeños como DFN y SOT, lo que los hace adecuados para productos con requisitos de tamaño extremadamente estrictos, como dispositivos portátiles inteligentes y microimpresoras; Los chips de potencia-media y alta se pueden combinar con disipadores de calor externos o adoptar paquetes con almohadillas expuestas para mejorar la capacidad de disipación de calor. Pueden accionar motores de CC con escobillas de alta-potencia que van desde decenas de vatios hasta más de un kilovatio, y son adecuados para escenarios de aplicaciones como equipos de energía industrial, herramientas eléctricas y actuadores de bajo-voltaje para vehículos eléctricos.
Números de pieza específicos para chips de controlador de motor de CC con escobillas (BDC)
El DRV8215 es un controlador de motor de puente H-integrado de alto-rendimiento que integra regulación de velocidad, regulación de voltaje, detección de bloqueo, salida de detección-de corriente, regulación de corriente y circuitos de protección en un solo chip.
Sus funciones integradas de regulación de velocidad y voltaje ajustan la velocidad o el voltaje del motor en función de los datos de corriente y voltaje del motor recopilados, eliminando la necesidad de sensores de velocidad externos. Esto reduce el área de la placa y la complejidad del diseño, al tiempo que reduce los costos generales del sistema. La función de regulación de velocidad integrada puede mantener una velocidad constante del motor incluso cuando el voltaje de la fuente de alimentación de entrada fluctúa, reduciendo así el consumo de corriente y logrando un ahorro de energía a largo plazo-. Esta capacidad es particularmente crítica para aplicaciones con condiciones de carga variables o escenarios alimentados por batería-donde el voltaje de entrada es inestable. Las funciones de-arranque y parada-suaves realizan un aumento y una disminución controlables-de la velocidad del motor, lo que suprime la alta corriente de entrada y evita daños a los devanados del motor, lo que en última instancia mejora la confiabilidad del sistema y extiende la vida útil.
Un espejo de corriente interno en-chip admite detección y regulación de corriente, lo que elimina la necesidad de resistencias de derivación de energía voluminosas, lo que ahorra espacio en la placa y reduce los costos del sistema. La salida de detección de corriente-IPROPI permite que el microcontrolador detecte la parada del motor o cambios en las condiciones de carga. Una función de selección de ganancia-incorporada permite una detección de corriente de alta-precisión, que puede medir la corriente promedio del motor tan baja como 10 mA. A través del pin VREF, el dispositivo puede regular la corriente del motor durante el arranque y el funcionamiento con carga alta-sin intervención del microcontrolador. El dispositivo también admite la detección de calado del motor sin sensores e informa el estado de calado al microcontrolador.
Parámetros del chip controlador de motor de CC con escobillas (BDC)
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Número de puentes completos |
1 |
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Vs (mín) (V) |
1.65 |
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Frente a ABS (máx.) (V) |
12 |
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Corriente de salida máxima (A) |
4 |
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RDS(ON) (HS + LS) (mΩ) |
240 |
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Corriente de sueño (μA) |
0.01 |
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modo de control |
PWM |
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Interfaz de control |
I2C |
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Características |
Monitor de corriente analógico, detección de corriente integrada, detección de bloqueo, regulador de voltaje |
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Topología |
FET integrado |
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Clasificación |
Catalogar |
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Rango de temperatura de funcionamiento (grados) |
-40 a 125 |
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