【導讀】無(wú)傳感器FoC是一種廣受歡迎的無(wú)刷電機控制技術(shù)，被應用在電動(dòng)工具、高性能吹風(fēng)機、掃地機器人等相關(guān)產(chǎn)品中。隨著(zhù)新產(chǎn)品的迭代速度不斷加快，電機對控制算法的要求也變得更加嚴苛。對此，瑞薩電子推出了180°無(wú)傳感器磁場(chǎng)定向控制（FoC）電動(dòng)工具解決方案，其利用基于磁鏈和高頻注入（HFI）兩種算法優(yōu)勢，解決了矢量電機控制應用中的常見(jiàn)痛點(diǎn)，包含成熟的無(wú)傳感器矢量控制算法、低速高扭矩模式、從低速到高速恢復等。
系統框圖
主要器件介紹
本方案中MCU選型采用的RX24T，是一款適用于雙逆變器控制的32位MCU，內置浮點(diǎn)單元（FPU），可輕松實(shí)現復雜的逆變器控制算法。
在驅動(dòng)器的應用上，本方案提供了兩種選項：
# 電池電壓大于36V
當電池電壓大于36V時(shí)，可采用3個(gè)HIP2211半橋MOSFET驅動(dòng)器，其具有強大的3A驅動(dòng)拉電流和4A驅動(dòng)灌電流，以及極快的15ns典型傳播延遲和2ns典型延遲匹配，是高頻開(kāi)關(guān)應用的優(yōu)秀選擇。它專(zhuān)為嚴苛工作條件下的可靠運行而設計，其高速、高壓HS引腳可承受高達-10V的持續電壓，并以50V/ns速度轉換。全面的欠壓保護與可編程防擊穿保護協(xié)同工作，以確保其驅動(dòng)的MOSFET不會(huì )因電源或其它外部故障而損壞。
# 電池電壓小于36V
而在電池電壓小于36V時(shí)，可選用RAA227063智能柵極驅動(dòng)器IC代替HIP2211半橋MOSFET驅動(dòng)器，RAA227063是用于無(wú)刷直流（BLDC）電機應用的智能柵極驅動(dòng)器IC。它具有三個(gè)半橋智能柵極驅動(dòng)器，可驅動(dòng)多達三個(gè)N溝道MOSFET橋接器。該器件支持4.5V至60V橋接電壓。每個(gè)柵極驅動(dòng)器均支持高達1A拉電流和2A灌電流驅動(dòng)，具有可編程驅動(dòng)強度控制功能。
在電源的選擇上，本方案選用的RAA212831是一款三路輸出穩壓器，結合了4.5V至72V輸入、0.5A降壓穩壓器和兩個(gè)低壓差線(xiàn)性穩壓器（LDO）輸出。降壓穩壓器在連續導通模式（CCM）下具有的固定開(kāi)關(guān)頻率為350kHz，并在輕負載時(shí)進(jìn)入不連續導通模式（DCM），以實(shí)現脈沖跳過(guò)模式。
除此之外，方案還采用了6個(gè)RBA250N10CHPF-4UA02，其是應用于高電流的N溝道MOSFET，具有極佳的性能。并且為了放大小信號，本方案還采用了ISL28114運算放大器，該產(chǎn)品是一個(gè)單通道的通用型微功耗、軌對軌輸入和輸出的運算放大器。其電源電壓范圍為1.8V~5.5V，具有低電源電流，在室溫下最大為390μA?；诘推秒娏骱蛯捿斎腚妷悍秶奶攸c(diǎn)，使得ISL28114器件成為廣泛應用的通用運放。
瑞薩電子一直致力于幫助客戶(hù)解決各種技術(shù)挑戰和應用問(wèn)題，以使他們的產(chǎn)品更加智能、高效和可靠。這款方案擁有專(zhuān)用的180°無(wú)傳感器矢量算法，可用于具有Flux+HFI的園林工具，其專(zhuān)用MCU可輕松實(shí)現復雜的控制算法，有效的提高了電動(dòng)工具的性能和效率。未來(lái)，我們會(huì )不斷開(kāi)拓創(chuàng )新，推出更多適應市場(chǎng)需求的、高質(zhì)量的解決方案。
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