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通过电源模块提高电动工具设计的性能
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2021-01-12
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电动工具、 园艺工具和吸尘器等家电使用低电压(2至10节)锂离子电池供电的电机驱动。这些工具使用有刷直流(BDC)或三相无刷直流()电机。电机效率更高、维护少、噪音小、使用寿命更长。 驱动电机功率级的重要的性能要求是尺寸小、效率高、散热性能好、保护可靠、峰值电流承载能力强。小尺寸可实现工具内的功率级的灵活安装、更好的电路板布局性能和低成本设计。高效率可提供长的电池寿命并减少冷却工作。可靠的操作和保护可延长使用寿命,有助于提高产品声誉。 为在两个方向上驱动BDC电机,您需要使用两个半桥(四个金属氧化物半导体场效应晶体管())组成一个全桥。要驱动三相电机,需要使用三个半桥(六个)组成一个三相逆
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通过电源模块提高电动工具设计的性能通过电源模块提高电动工具设计的性能
电动工具、 园艺工具和吸尘器等家电使用低电压(2至10节)锂离子电池供电的电机驱动。这些工具使用有刷直流
(BDC)或三相无刷直流()电机。电机效率更高、维护少、噪音小、使用寿命更长。 驱动电机功率级的重要的
性能要求是尺寸小、效率高、散热性能好、保护可靠、峰值电流承载能力强。小尺寸可实现工具内的功率级的
灵活安装、更好的电路板布局性能和低成本设计。高效率可提供长的电池寿命并减少冷却工作。可靠的操作和
保护可延长使用寿命,有助于提高产品声誉。 为在两个方向上驱动BDC电机,您需要使用两个半桥(四个金
属氧化物半导体场效应晶体管())组成一个全桥。要驱动三相电机,需要使用三个半桥(六个)组成一个三相逆
电动工具、 园艺工具和吸尘器等家电使用低电压(2至10节)锂离子电池供电的电机驱动。这些工具使用有刷直流(BDC)或
三相无刷直流()电机。电机效率更高、维护少、噪音小、使用寿命更长。
驱动电机功率级的重要的性能要求是尺寸小、效率高、散热性能好、保护可靠、峰值电流承载能力强。小尺寸可实现工具
内的功率级的灵活安装、更好的电路板布局性能和低成本设计。高效率可提供长的电池寿命并减少冷却工作。可靠的操作和保
护可延长使用寿命,有助于提高产品声誉。
为在两个方向上驱动BDC电机,您需要使用两个半桥(四个金属氧化物半导体场效应晶体管())组成一个全桥。要驱动三相
电机,需要使用三个半桥(六个)组成一个三相逆变器。
使用TI的采用堆叠管芯架构的CSD88584Q5DC 和CSD88599Q5DC电源模块(小型无引线(SON),5mm×6mm封装),您可
通过两个电源模块和只带三个电源模块的三相BLDC电机在两个方向驱动电机,如图1所示。每个电源模块连接两个(高侧和低
侧MOSFET),组成一个半桥。
图1:不同电机驱动拓扑中的功率块MOSFET
我们来看看这些功率块可带给无绳工具电机驱动子系统设计的优势。
功率密度倍增 功率密度倍增
CSD885x功率块中的双重堆叠芯片技术使印刷电路板(PCB)面积达到了之前的两倍,与分立MOSFET相比,PCB占地面
积减少了50%。
与相同性能级别的分立MOSFET(5mm×6mm)相比,在同一封装中集成两个FET的功率块可让用于逆变器拓扑的三相PCB
面积减少90 mm2(3 x 5mm-6mm)。MOSFET互连轨道将与在带分立MOSFET的PCB中运行,而更高的工作电流也要求更宽
的PCB轨迹,因此PCB尺寸的节省值实际上远超90 mm2。大多数无绳电动工具应用至少使用四层PCB,铜厚度大于2盎司。
因此,通过电源模块节省PCB尺寸可大大节省PCB成本。
具有低寄生效应的清洁 具有低寄生效应的清洁MOSFET开关开关
图2所示为功率级PCB设计中由元件引线和非优化布局引起的寄生电感和电容。这些PCB寄生效应会导致电压振铃,从而
导致MOSFET上的电压应力。
电机绕组 电机绕组
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