無傳感器 BLDC 電機驅(qū)動器的所有噪音是什么？

為三相無刷直流 (BLDC) 電機創(chuàng)建驅(qū)動系統(tǒng)一直是平衡少數(shù)系統(tǒng)要求的任務(wù)。效率、可靠性、開發(fā)時間、保護(hù)、噪音和成本等關(guān)注一直是決定零件選擇的關(guān)鍵驅(qū)動因素。無傳感器 BLDC 電機控制器可以幫助我們消除后顧之憂。

在之前的一篇文章中，我們 討論了 DRV10983 如何縮短開發(fā)時間和成本。

今天，我想重點討論 BLDC 電機的聲學(xué)性能以及DRV10983電機驅(qū)動器如何讓競爭變得安靜。無論是我們試圖入睡時的風(fēng)扇嗡嗡聲，還是在安靜的環(huán)境中嗡嗡作響的小型泵，電機發(fā)出的噪音都可能是一個真正的煩惱。

要真正掌握電機驅(qū)動器的潛在性能，讓我們從噪音的來源開始。在傳統(tǒng)的梯形控制或 120° 控制中，當(dāng)電機換相時，會導(dǎo)致相電流發(fā)生突變。這些變化會導(dǎo)致電機中的轉(zhuǎn)矩波動，進(jìn)而導(dǎo)致可聽見的振動。由于驅(qū)動狀態(tài)每 60° 變化一次，因此在 6 倍電機電頻率的諧波處引入了明顯的純音。為了顯著減少這些純音，我們可以使用不同的方法來驅(qū)動電機。

正弦控制或 180° 控制受益于驅(qū)動所有三相以更好地控制扭矩。顧名思義，這種方法通過用正弦電壓驅(qū)動相位來控制電機，以避免電流發(fā)生任何突然變化。這種更平滑的驅(qū)動方法減少了轉(zhuǎn)矩脈動，我們可能已經(jīng)建立了這種轉(zhuǎn)矩脈動，從而降低了可聽噪聲。使用正弦驅(qū)動的DRV10983與使用梯形控制的領(lǐng)先競爭對手的音頻分析。電頻率為 40Hz，我們可以在 240Hz、480Hz、720Hz 和 960Hz 處看到明顯的純音。請注意DRV10983如何降低這些可聽頻率?

DRV10983利用正弦控制來降低正常運行期間的噪聲;然而，這并不是這個高度可配置的設(shè)備中保持安靜的唯一技術(shù)。在無傳感器 BLDC 驅(qū)動器的標(biāo)準(zhǔn)啟動期間，通常會有很短的校準(zhǔn)時間。這種對齊可確保電機處于可靠啟動的已知位置。這樣做的主要缺點是要對齊電機，必須快速勵磁相。這種快速激勵會產(chǎn)生一個有用的扭矩來轉(zhuǎn)動電機，但伴隨著這個突然的扭矩，還會產(chǎn)生噪音。

為了避免這種情況，我們使電機的勵磁曲線可調(diào)。這不僅可以讓我們調(diào)整啟動時間和強度，還可以降低系統(tǒng)的可聽噪音。更進(jìn)一步，一些應(yīng)用程序可以使用不同的啟動方法：初始位置檢測 (IPD)。使用DRV10983，工程師可以選擇使用IPD;并且，就像使用 align 方法一樣，它們可以控制 IPD 程序的激發(fā)極限。、

DRV10983裝置是一種三相無傳感器電機驅(qū)動器，帶有額定功率的三甘醇MOSFET，可提供高達(dá)2 a的連續(xù)驅(qū)動電流。該設(shè)備是專為成本敏感、低噪音、低外部元件數(shù)量的應(yīng)用而設(shè)計的。

DRV10983設(shè)備使用專有的無傳感器控制方案來提供連續(xù)正弦驅(qū)動，從而顯著降低了由于換向而產(chǎn)生的純音聲學(xué)。該設(shè)備的接口設(shè)計簡單靈活。電機可通過PWM、模擬或l2C輸入直接控制。電機速度反饋可通過FG引腳或l2C獲得。

DRV10983設(shè)備具有集成降壓調(diào)節(jié)器，可有效地將電源電壓降至5或3.3 V，為內(nèi)部和外部電路供電。該設(shè)備可在睡眠模式或待機模式版本下使用，以在電機未運行時提供電源-待機模式(3-mA)版本使調(diào)節(jié)器保持運行，而睡眠模式(180 pA)版本將其關(guān)閉。在使用調(diào)節(jié)器為外部微控制器供電的應(yīng)用中，使用待機模式版本。

Tl提供DRV10983調(diào)整指南，用于快速設(shè)置和調(diào)整設(shè)備以獲得最佳性能。