Базовый проект драйвера вентильного двигателя постоянного тока с напряжением 36 В и мощностью 1 кВт с ограничением максимального тока двигателя и временем отклика менее 1 мкс

1 января 2018

Данный базовый проект представляет собой силовое звено для вентильных двигателей в садовых и электроинструментах с питанием от батареи и мощностями до 1 кВт, который работает от литий-ионной батареи с 10 ячейками и диапазоном напряжения питания от 36 В до 42 В. В данном проект используются N-канальные полевые транзистора из семейства NexFET™ с напряжением 60 В и очень низким сопротивлением «сток-исток» в открытом состоянии (RDS_ON) 1,8 Ом в корпусе SON5x6 для поверхностного монтажа, благодаря чему удалось достичь очень малых габаритов печатной платы (57 мм x 59 мм). Трёхфазный драйвер затвора используется для управления трёхфазным мостом с полевыми транзисторами, который может работать от напряжения с диапазоном от 6 В до 60 В и поддерживает программную установку тока затвора с максимальными значениями 2,3 А (входной ток) и 1,7 А (выходной ток). Наряду с данным силовым звеном используется LaunchPad™ LAUNCHXL-F28027 из семейства C2000™ Piccolo™, в программном обеспечении которого реализовано 120-градусное трапецеидальное управление BLDC-двигателем с использованием датчиков Холла. Функция ограничения тока драйверов затвора на каждом цикле защитить печатную плату от повышенного тока, который появляется при перегрузке двигателя, путём ограничения максимального значения тока силового звена на безопасном уровне.

Данный базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

Особенности

• Силовое звено мощностью 1 кВт с трапецеидальным управлением вентильным двигателем постоянного тока с использованием датчиков Холла, реализованном на МК TMS320F28027
• Разработан для функционирования от литий-ионной батареи с 10 ячейками и диапазоном напряжения питания от 30 В до 42 В
• Генерирует непрерывный ток двигателя до 32 А (среднеквадратичное значение) при скорости потока воздуха 400 линейных футов в минуту (LFM)
• Малогабаритная печатная плата (57 мм x 59 мм) с использованием полевых транзисторов CSD18540Q5B с напряжением 60 В, максимальным током 400 А и сопротивлением RDS_ON 1,8 Ом в корпусе SON5x6 для силового звена
• Используется трёхфазный драйвер затвора DRV8303, который может работать при входном напряжении с диапазоном от 6 В до 60 В и поддерживает программную установку тока затвора с максимальными значениями 2,3 А (входной ток) и 1,7 А (выходной ток)
• Аппаратное ограничение тока на каждом цикле с настраиваемым порогом для защиты от остановки двигателя
• Обеспечение обратной связи с измерением напряжения каждой фазы, напряжения шины питания, тока шины питания и тока нижнего уровня на каждой фазе для правления без использования датчиков
• Понижающий преобразователь с выходным напряжением 3,3 В и выходным током 0,15 А на базе TPS54061 для питания МК
• Разработан для функционирования в диапазоне температуры окружающей среды от –20°C до 55°C