电动机的采用:我们需要回顾许多年,回顾一下车辆不使用电动机的时期。
那时,汽车通过手摇曲柄起步,并且发动机冷却风扇和雨刮器与发动机机械连接。
电动机和内燃机迅速结合在一起,这种结合最初主要是出于舒适性考虑。
这些电动机是低功率电动机(< 100W),并且通常仅需要简单的继电器来驱动负载。
它们是提高系统效率和性能的最佳选择。
随着电动机开始投入安全应用,例如防抱死制动系统和牵引力控制系统,电动机需要更可靠的驱动系统。
然而,近来,汽车工业已将其注意力转移到减少燃料消耗上。
绿色交通的压力迫使工程师们尽可能地为车辆找到智能,有效的解决方案。
当电动机由智能电子设备驱动时,可以实现出色的性能。
该电子解决方案尤其适用于大功率电机(> 100W)。
尽管现代汽车中的发动机冷却装置和鼓风机现在使用电子功率控制,但电动机的应用范围仍然非常广泛。
汽车中的许多功能仍然使用连接到内燃机的机械系统。
电子控制可以显着提高效率。
水泵和油泵就是很好的例子。
使用电气控制方法,可以将功率有效地传输到电动机,从而使电动机可以随时准确地满足功率需求。
变频技术为汽车领域带来了巨大机遇。
变频电机控制在汽车发动机冷却装置和鼓风机中的应用是最新的创新。
旧型号的发动机冷却装置和鼓风机使用由电阻和继电器组成的速度控制系统。
使用该系统,电动机的速度被限制为几个离散值。
要实现任何速度值,都需要一个与电动机串联的电阻器。
无法针对功率要求优化电动机的速度,因此该解决方案的性能极低。
在大多数情况下,这导致典型效率低于50%。
电力电子技术的最新发展已使变频电动机控制成为许多应用的首选解决方案。
使用变频控制,可以在整个负载范围内实现高于90%的典型系统效率。
以典型的400W发动机冷却风扇为例。
在典型的负载循环中,电子控制器的功耗比电阻风扇控制器的功耗低100W。
节省的100W功率相当于每100公里减少约0.1L的燃油消耗。
使用PWM控制技术来驱动电动机的挑战是要满足EMI要求。
在20 kHz时,系统会在电池侧产生噪声。
接通和关断期间的电流斜率di / dt是EMI的主要来源。
为了满足EMI要求,必须在电池和逆变器之间连接一个无源滤波器。
该滤波器通常由两个大电容和一个电感组成。
过滤器的成本是整个系统的重要成本。
在使用MOSFET的简单系统中,降低di / dt的唯一方法是在栅极中插入一个电阻以减慢开关速度。
这样做会大大增加开关损耗,降低系统效率,并且需要增加散热器的尺寸。
在这样的系统中,需要权衡EMI滤波器和散热器的尺寸。
AUIR3330S对输出采用专有的di / dt控制,以减少电池面板的传导辐射。
这种主动的di / dt控制实现了EMI和开关损耗性能的优化,并且不再受EMI滤波器和散热器的尺寸折衷的影响。
要实现此功能,需要在MOSFET中形成特定的栅极,而使用分立元件则无法实现。
对于带有驱动器的MOSFET的一般应用,通过使用栅极电阻器来控制驱动电流来控制开关时间。
此外,AUIR3330S提供了一种可以全速驱动任何类型电动机的解决方案。
高集成度使设计师能够设计一个紧凑的解决方案。
只需几个外部组件即可快速实现全速范围设计。