Relės pavaros automobilio variklio pranašumas
Kai kurie žmonės klausia, kad yra daugybė būdų, kuriais būtų galima valdyti automobilių variklius. Kodėl jie vis dar naudojasi vairuotojams? Šiame straipsnyje bus paaiškinta ši problema ir suprasti relių privalumai.
Didėjant mažesnių ir protingesnių integrinių grandynų (angl. IC) diegimui automobilių elektros sistemose, atėjo laikas pradėti spręsti aklumo problemą: kodėl mes vis dar esame stoglangio modulyje, langų reguliatoriuje, galios užraktuose, galinėje pavaroje? Valdykite variklį, esantį relės plokštės pakėlime, atminties sėdynėje, kompresoriuje ir siurblyje? Žinoma, relių naudojimas yra pigus ir paprastas dizainas, tačiau, atsižvelgiant į ribotą jų eksploatavimo trukmę ir didelį tirpalo dydį, jų funkcija atrodo sudėtinga šiuolaikiniams varikliams. Ramiems, mažiems ir saugiems sprendimams kietojo kūno IC yra geriausias pasirinkimas automobilių variklių valdymo programoms.
Sprendimo dydis
Palyginkite du sprendimus, kaip parodyta 1 paveiksle: Tipinis relės tirpalas ir lygiavertis kietojo kūno tirpalas, turintis tokią pačią vardinę įtampą ir srovę.
Variklio srovės matavimas
Bet kokio tipo reguliavimui tiek relėms, tiek kietojo kūno sistemoms reikalingi šuntiniai rezistoriai. Relės tirpalui reikia atskiros diskretinės stiprintuvo grandinės, kad padidėtų įtampa, matuojama jutiklio rezistoriumi. Tada padidinta įtampa siunčiama į mikrokontrolerio (MCU) analoginį-skaitmeninį keitiklį (ADC), kad skaitmeninė logika MCU galėtų nustatyti, kada išjungti variklį arba apriboti srovę. Tačiau kietojo kūno variklio vairuotojai paprastai integruoja mažos pusės srovės šunų stiprintuvą, todėl vienintelis reikalingas atskiras komponentas yra vieno srovės jutiklio rezistorius. 2 pav. Parodytas integruoto variklio pavaros IC ir diskretinės srovės matavimo grandinės topologijos skirtumas.
Sąsaja su MCU
Jungiant reles ir kietojo kūno sprendimus į MCU, kietojo kūno IC paprastai vykdo tiesioginį ryšį tarp MCU bendrosios paskirties įvesties ir išvesties (GPIO) ir analoginio-skaitmeninio keitiklio (ADC) kaiščių. Šie IC yra pakankamai lankstūs, kad prijungtų 1,8, 3,3 arba 5 V loginio lygio įtampą į antžeminį, didelės varžos nuleidimo rezistorių. Relių tirpalams reikalingas panašus srovės stiprinimas, kad būtų galima reguliuoti relės solenoidinius ritinius, kad būtų pasiekta panaši įėjimo kontrolė. 3 paveiksle parodytas grandinės topologijos, jungiančios relę ir kietojo kūno pavarą, skirtumas su MCU.
Variklio greičio kreivė
Variklio greičio kreivė su rele yra labai neefektyvi. Dizaineriai gali naudoti reles, kad pasiektų daugiapakopę elektrinių langų, liftų durų, stoglangių, stumdomų durų arba siurblių per skirtingų dydžių rezistorius sistemas, kurios yra išdėstytos serijoje su varikliais arba skirtingo greičio varikliais. Abu sprendimai reikalauja daugiau relių, jei pasirenkami skirtingi greičiai, o daugiau relių reikalauja daugiau lentos erdvės ir atskirų komponentų.
Naudojant kietojo kūno tirpalą, turite tik du impulsų pločio moduliacijos (PWM) signalus iš MCU TI variklio tvarkyklėms valdyti variklio greitį. DRV8702-Q1 ir DRV8703-Q1, TI suteikia fazės / įjungimo režimą, kuriame įjungimo kaiščiui taikomas tik vienas PWM signalas, o paprastas loginis aukštas arba žemas fazės kaištis valdo variklio kryptį. Loginio lygio PWM signalas yra tiesiogiai konvertuojamas į MOSFET vartus su tinkama įtampa, kad būtų galima visiškai padidinti aukštą arba žemą pusę MOSFET. Šio tipo sąsajos dėka galite greitai suprojektuoti daugiapakopius siurblius, individualius judesio kreives stumdomiems stoglangiams, minkštai uždarytus elektrinius langus, nebrangius kintamo greičio stiklo valytuvus arba bet kokį kitą paprasto judesio valdymo variklio taikymą.
Instancija
Mažas pėdsakų stoglangio variklio modulio atskaitos dizainas yra kietojo kūno variklio valdymo modulis, skirtas stoglangių ir langų pakėlimo programoms. TI etaloninis dizainas naudoja DRV8703-Q1 vartų vairuotoją, kuris sujungia dabartinį šuntinio stiprintuvą ir du dvigubos eilės pakuotės automobilių paketus MOSFET, kad būtų sukurtas labai mažas galios etapas, palyginti su tipiniu relės tirpalu. Konstrukcijoje taip pat yra du TI DRV5013-Q1 fiksavimo salės jutikliai, skirti variklio padėčiai koduoti.
Sukuriant variklio valdymo sistemą, naudojant TI kietojo kūno variklius, bus sumažintas PCB tirpalo dydis, leidžiantis valdyti daugiau variklių iš to paties modulio. Didelė mūsų variklių pavarų ir paprastų valdymo schemų integracija, projektuotojai gali greitai ir lengvai pertvarkyti moderniausias šepečio nuolatinės srovės variklio valdiklio grandines, kurios šiuo metu naudoja reles.
