MLX81200 車用BLDC水泵驅(qū)動方案
傳統(tǒng)有刷電機(jī)由于低效易磨損正逐漸被淘汰,無刷電機(jī)的高效長壽命和控制靈活的優(yōu)點(diǎn)越來越被廣泛的應(yīng)用在各個領(lǐng)域,當(dāng)然乘用車也不另外。MELEXIS 專注于為廣大客戶提供綠色環(huán)保節(jié)能智能的產(chǎn)品。MLX81200是基于客戶綠色需求開發(fā)出來的一款高集成度的專注于汽車BLDC應(yīng)用的芯片。它已大批量應(yīng)用于歐美最新電子水泵、燃油泵,也將為國內(nèi)客戶提供優(yōu)質(zhì)的選擇。
車用水泵有主水泵和輔助水泵,主水泵用于發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)功率較大,輔助水泵用于渦輪增壓功率較小。MLX81200對于這兩種水泵應(yīng)用都適合。無刷電機(jī)水泵相比傳統(tǒng)有刷電機(jī)水泵效率可以提高30%~50%,電機(jī)體積也較小,通過控制芯片可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、輸出功率的控制。直流無刷電機(jī)結(jié)構(gòu)如下圖:
主要由定子繞組和帶永磁體的轉(zhuǎn)子組成。通常繞組是3相的,也有1、2、和4相的。繞組類型有星型和三角型兩種。不同反電動勢波形的電機(jī)結(jié)構(gòu)也不盡相同,分梯形波和正弦波。梯形波電機(jī)力矩相對較大控制簡單但電磁噪聲大,正弦波電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動小電磁噪聲小但控制復(fù)雜。
相對于普通分離器件的解決方案,MLX81200是一款高集成度的BLDC控制芯片,可以滿足汽車系統(tǒng)高品質(zhì)和低成本的要求。與普通分離方案的比較如下圖:
MLX81200應(yīng)用參考原理圖:
MELEXIS開發(fā)了具有專利的TRUSENSE軟件控制算法,可以實(shí)現(xiàn)變化的重負(fù)載條件下可靠啟動和寬范圍調(diào)速。開發(fā)者還可以通過3相PWM的矢量控制,根據(jù)電機(jī)反電動勢特性調(diào)整電流波形,以達(dá)到最高的效率、最小的轉(zhuǎn)矩脈動和最低的電磁輻射。針對水泵應(yīng)用軟件還可以實(shí)現(xiàn)快速啟動和水泵干磨保護(hù)。
TRUSENSE技術(shù)分三個階段。階段1:轉(zhuǎn)子定位。通用方法是通過定子產(chǎn)生的磁場將轉(zhuǎn)子強(qiáng)制拉到預(yù)定位置。而TRUSENSE是直接在靜止時對轉(zhuǎn)子所在的位置進(jìn)行準(zhǔn)確的估測。階段2:加速轉(zhuǎn)子。通用方法是RAMP加速,即在啟動初期反電動勢不可測情況下根據(jù)預(yù)定義的時間強(qiáng)制換相以加速。TRUSENSE則是在啟動加速時通過電流來檢測轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行有反饋信息的閉環(huán)換相。階段3:正常運(yùn)行。通用方法是通過比較器來檢測反電動勢過零點(diǎn)。而TRUSENSE是通過對反電動勢積分采樣,根據(jù)采樣值計(jì)算過零點(diǎn)。
MLX81200超高的集成度和獨(dú)創(chuàng)的軟件算法將為MELEXIS客戶提供最佳的BLDC水泵驅(qū)動解決方案。