- Séparation des masses du pilote du moteur BLDC
- Gestion thermique dans les circuits de commande de moteurs BLDC
- Techniques de filtrage du bruit pour les commandes de moteurs BLDC
- Alimentation du capteur à effet Hall dans les commandes de moteurs BLDC
- Disposition de l'unité de commande de grille pour les commandes de moteur BLDC
- Guide de sélection des composants du circuit d'attaque du moteur BLDC
- Test étape par étape des pilotes de moteurs BLDC
Un moteur à courant continu sans balais fonctionne silencieusement et dure longtemps. Il gaspille également peu d'énergie. Cependant, il a besoin d'une carte de pilotage pour fonctionner. Cette carte lit la position du rotor et commute six grands MOSFET au bon moment. Elle permet également de maîtriser la chaleur. La carte semble simple : trois demi-ponts, trois capteurs à effet Hall et un petit MCU pour les maintenir en phase. Dans la réalité, les traces se battent entre elles, les plans de masse se battent contre les lois de la physique, et le bruit de l'étage de puissance tente de noyer les signaux de Hall. Cet article passe en revue les principaux problèmes et montre comment les résoudre sans magie ni pièces coûteuses.
Gardez le courant fort sur le cuivre épais. Six MOSFETs faire trois demi-ponts, chacun lié à une phase du moteur. Le courant étant important, le cuivre fin devient chaud. Faites en sorte que le chemin du courant fort soit court et large. Utilisez du cuivre de 2 onces et versez de grands plans des deux côtés. Placez le drain côté haut et la source côté bas juste à côté du gros capuchon électrolytique. Plus la boucle est courte, moins elle produit de bruit.
Séparation des masses du pilote du moteur BLDC
Les parties signalétiques ont besoin d'une masse silencieuse, mais le courant du moteur doit retourner à la batterie. Si les deux parties partagent la même trace, les impulsions du moteur se soulèvent la masse du MCU et les lignes de Hall vacillent. Divisez la masse en deux parties : la masse de l'alimentation et la masse du signal. Faites passer la masse d'alimentation comme une coulée épaisse sous les MOSFET et le shunt. Faites passer la masse du signal comme une coulée séparée sous les MOSFET et le shunt. l'unité centrale de commande (MCU)Les capteurs d'énergie, les pilotes de porte et les capteurs à effet Hall. Reliez les deux masses en un seul point, juste à côté du négatif du capuchon principal. Ce point unique éloigne le bruit des cerveaux.
Gestion thermique dans les circuits de commande de moteurs BLDC
Les MOSFET commutent rapidement, mais chaque commutation gaspille un peu d'énergie, qui se transforme en chaleur. Les boîtiers comme le D2PAK ont une pastille métallique sur le fond. Placez une pastille de cuivre de la même taille sous chaque dispositif. Percez de petits vias jusqu'à la face arrière. Les vias transportent la chaleur vers un grand plan de cuivre ou un dissipateur thermique en aluminium. Utilisez des trous de 0,3 mm au pas de 1 mm ; des trous petits et nombreux fonctionnent mieux que des trous grands et peu nombreux. Si la carte doit tenir dans une boîte étroite, boulonnez un dissipateur thermique à ailettes à l'arrière et utilisez des coussinets thermiques pour combler les espaces. Mesurez la température sous charge ; maintenez la jonction en dessous de 125 °C et la carte durera.
Techniques de filtrage du bruit pour les commandes de moteurs BLDC
Moteur Les fils se comportent comme des antennes, il faut donc placer une self de mode commun au niveau du connecteur. Ajoutez un petit capuchon X2 entre le plus et le moins, et deux capuchons Y entre chaque rail et la terre. Placez les capuchons au niveau des broches du connecteur afin que le bruit ne pénètre jamais dans la carte. Blindez les fils de Hall avec des traces de masse des deux côtés, et maintenez les traces du capteur à une distance d'au moins 5 mm des traces de phase. Placez un snubber de 10 Ω et 1 nF à travers chaque demi-pont ; il absorbe les bruits de sonnerie pour quelques centimes.
Alimentation du capteur à effet Hall dans les commandes de moteurs BLDC
Les capteurs à effet Hall fonctionnent sur 5 V et émettent une impulsion minuscule, de sorte que toute ondulation modifie la synchronisation. Filtrez le rail de 5 V avec un LDO à proximité des capteurs, et ajoutez des condensateurs de 100 nF et 10 µF sur chaque capteur. Acheminez les câbles des capteurs directement vers les broches de l'unité centrale et ne croisez pas les chemins à courant élevé. Si le câble du moteur est long, torsadez les fils de Hall et ajoutez une petite perle de ferrite du côté de la carte.
Disposition de l'unité de commande de grille pour les commandes de moteur BLDC
Le MCU communique avec les pilotes de porte par l'intermédiaire de six lignes PWM. Veillez à ce que ces lignes soient courtes et éloignées des boucles d'alimentation. Placez le circuit intégré de commande de grille entre l'unité centrale et les MOSFET de manière à ce que la boucle de grille ne fasse que quelques centimètres de long. Utilisez des résistances de grille de 10 Ω pour ralentir le bord juste assez pour couper la sonnerie, mais pas trop pour que le FET ne chauffe. Placez une résistance de 1 kΩ entre la grille et la source sur chaque MOSFET ; elle empêche la grille de flotter lorsque la carte est éteinte.
Guide de sélection des composants du circuit d'attaque du moteur BLDC
Choisissez des MOSFET à faible RDS(on) et des portes à niveau logique si le pilote fonctionne sur 12 V. Choisissez des pilotes de porte qui bloquent le passage de la lumière. Choisissez des capteurs à effet Hall avec hystérésis intégrée afin qu'ils ne cliquettent pas à faible vitesse. Choisissez des condensateurs avec un faible ESR et une température nominale de 105 °C ; ils durent plus longtemps à côté des FET chauds.
Test étape par étape des pilotes de moteurs BLDC
Testez par petites étapes. Tout d'abord, alimentez le MCU et faites tourner le moteur à la main ; vérifiez que les lignes de Hall changent. Ensuite, faites fonctionner les pilotes de porte sans moteur et regardez les formes d'onde de la porte ; elles doivent être carrées et propres. Ensuite, connectez le moteur et faites-le tourner à faible courant ; touchez les FET et vérifiez qu'ils restent froids. Enfin, chargez le moteur à plein couple et observez la température pendant dix minutes. Si le dissipateur thermique devient trop chaud, ajoutez du cuivre ou un petit ventilateur.
