TI工业马达的应用和设计-上篇

那个大家早上好 我叫leon

下面我给大家介绍一些

关于一些马达设计的一些思想

或者TI的一些理念的东西

今天介绍马达 可能跟传统的这种

马达不太一样 就是说因为传统

很多人做像刚才介绍那种隔离

系统的话都是大的那种四图电机

或者怎么样我们今天主要是

介绍一部分小的这种BLBC或者

是一些小的这种马达系统里面的

一些应用 像BCD这种类似的

产品 一般来讲 在这种中低压的

这种产品系列里面 其实我们如果

看到一个马达系统的话 你可以很

简单 很清楚的就可以把它分成几块

控制部分然后驱动部分就是门

驱动的部分逻辑信号的一些管理

然后一些调速的信号的一个处理

然后包括一些前置的保护的动作

都会可以在门电路这边来做一些

逻辑上的一些电平转换的东西

后面直接是功率的这种推广的

这种launchpad或者是一些驱动器

当然会你在高压的这种四步电机

上面 你会用IGBT或者IGM做

这种大型的电机控制有可能直流的

或者是交流的这种电机 但是你

在中小型产品上面 尤其现在这种

微电机的这种产品上面你可能

会用到一些MOSFET或者一些小的

一些驱动器 另外就是直接去推

马达 剩下一部分就是说我的反馈

我的任何一个马达系统里面我

一定会有速度环电流环还有

这些反馈的一些信号反馈回来

才能知道我的马达系统到底做成

什么样或者它在跑的过程中间

到底会出现什么问题一定 所以

基本上一个马达系统很简单就是

这么几块组成的 我今天可能主要

给大家介绍的这三块的一些东西

这个是站在我们的一个理念下面做的一些东西 其实

基本上你看到一个马达系统的话刚才大家

看到下面框 但实际上发展到今天 技术发展

到今天 它的整个的马上系统可以

看一下门驱动然后包括像

前面的逻辑 然后有一些保护电路

电压供电然后一些反馈电路 所以

你在整个系统上面离散元器件的

系统上面你可以看到就是说蛮大的

一块板子或者是蛮多元器件在上面

你每一个单位参数的话你都

需要去自己去做调整举个例子

比如说电流的反馈我限流要

多少我要怎么去控制限流或者我

节温我要做到多少我怎么去控制

我的节温 所以在整个的离散系统

里面你会发现他是一个很复杂的

复杂系统 TI现在我们的做法是

什么呢 我们其实现在是用我们的小

的这种集成电路来把整个的这种

分立元器件全部都包在一起 它的

好处是什么就是说基本上我们

所有的一致性 一般的问题需要

做这种细节计算的东西我们

基本上在IC设计之前就已经

全部做好 所以你在电压控制

保护电路像一些开关频率像转换

频率这些部分的一些设计其实你

在你的初稿设计上面或者你产品

的最开始设计上面你可以不用再

像以前一样做零散的这种大规模

的计算去做保证 你可以直接用

一个IC来替换掉你整个系统的产品

那好处是什么 好处说第一

我的系统可以做得很稳定 一致性

很高 第二我的PCP可以做得

很小原来可能我做一个这种中小

尺寸电压的这种马达驱动的一个

板子的话 原来做的很大的 我的

马达可以和我的板子是分开要做的

但现在有可能就是说我马达

上面再加一个小板子 不是套上去 外面可以塑胶打一打

一个马达连驱动 所有东西都在里面 全部都

做好 这样的话产品的体积 效能

举个例子 我们有一个应用是在冰箱

里面 它的温升势大概从负10度

要到正15度 就冰箱嘛 因为它有

不同的温区 我们马达坐在里面

干嘛 把压缩机冷空气抽出来送到

不同的温区里面去 你在一个冰箱

里面先用开门的这种风冷式冰箱

的话 一般你至少要两个到三个

这种小的风扇 按照以前的设计的

话它是有一个很大的pcb板

放在压缩机下面很占空间的 而且

它的控制线路拉得很长所以你

结温测试的时候尤其零下五度

以下的这种温度测试的时候是

很麻烦的 现在的做法很简单 就是

我们一个很小IC 直接build in到

马达里面去 然后整个小马达带

一个小风叶就直接装在风口上

你在做任何测试温标测试 做过很多

这种工业测试的时候 它会非常

简单的就可以通过你的所有的

测试 而且它的整个供电系统整个

系统设计上面考量结构都会简化

很多 所以这个是一个蛮有意思的

一个应用 基本上我快快给大家

举个例子 一般来讲像我们在发展到

今天的话 我们在IC里面汇集成

哪些东西 就是在我们的马达驱动上面

大家可以看一下两路的供电我们

就会全部都集中到里面去然后

(听不清）的供电我们也会进行

进去 所以你在整个电路设计上面

其实举个例子8305 其实你在

整个电路上面 你外部的一些逻辑

信号的一些需要这种稳压控制的

这种小电流 我们基本上全部都给你接上

全部都给你集成进去 你就是

一颗VCC下来 剩下就不用管 另外一个

（听不清） 因为你高边的这种电压

来回变化 然后你要消除高电压或者

是你要升压这种东西 我们也会全部

集成 包括像参考电压 所以

基本上你会发现 你在外部电路的

电源设计上面 你会非常简化而且

你需要考量的东西不是特别多

可能就是放几个外部的一个电容

去做一些保护就好了 其实其他的

都没有什么太多的东西

值得一提的是什么 值得一提的是

你的参考电压 实际上你在任何

一个系统里面参考电压看起来

就是说不是特别的高 而且它的

稳定性也不是那么 它的重要性

不是那么多反正随便拉一个1.8伏

1.5伏特搞定就完了 但实际上在马达

里面的参考电压其实是蛮要求蛮

高的 它对精度要求非常高 如果你的

偏差个百分之十的话可能你的整个

系统的转数还有稳定性它都会有

一些大概一个百分之十乘以成一个X的

放大系数 它可能跟你的

整个系统设计有关 所以你如果

要是全部集成在系统里面以后

它就会让你的设计会变得非常的

简单 所以你可以看一下电源在

马达尤其在这种中低压马达尤其

比如从24伏变到33伏

或者是从三十六伏 比如说现在

常见的这种电动工具的话 现在

最高的比如说路边上扫地这种

风筒 在国外很流行 就是不是扫大街

不是用扫帚 他是用一个很大的风筒吹

一般来讲 以前的话是挂一个

柴油发电机 现在就是挂电池 一般我们看到是48伏到56伏的电池

实际你从一个电池拉出来的电

你怎么直接送到你的马达系统

上去 尤其你的逻辑门电路这部分的

电压 一般外面要加一个降压吧

降多少伏降压 多少个pmu

实际上你用我们的一个产品话

很简单 可能你36或者是

56或48 直接降到12或者

将到然后直接接到我们的系统

上来就行了 所以这是一个在整个

产业变化过程中间 它对系统要求

的一个变化 所以其实从简单讲 TI

集成了一个电源但实际上你从

它为什么要集成电源 你从一个

行业或者是从由这种发电机往

电池供电的一个转变过程来讲

它是一个产业的需求 它是一个

产业化的要求 所以基本上后面给

大家介绍一些相关的参数会快快

的讲一下就好 基本上你在(听不清)

里面 就是说比如说我做一个门

驱动的话 我对哪些指标要求会

比较高一些 一般是我们的电压

我们的support电压 就是我们的

供电电压 一般每一个IC设计

或者包括你的low side设计 你的

门驱动的support电压 其实它是跟你的

整个系统相关的 传统一般来讲是

说十几伏 十伏或者是五伏可能你

low side的 就是高边跟低边会有区别

现在的趋势会是往这是12伏

或者是五伏上面走 一般来讲做到10伏

就差不多 是一个最高只做到

10伏 然后我的基本上的经典指数到10伏就满足我的系统需求

这个有一个很有意思的地方就是说在我

做这种马达控制的时候 我的握手

协议的就是我的开关整个launch pad的

这种开关的话 我的协议是什么

所以其实我们有在做IC设计的

时候 其实我们就会考量到这些

细节的地方 比如说我的左右我的

高低边 我的高低边的握手 然后我的

整个MOSFET low side的MOSFET

switch从哪里来 就是我在低边开通的时候我的高边

动作应该是做什么 所以它会是它不再

需要你的前面的MUC 去做 因为

以前是用前面MUC来做控制

低边做什么高边做什么 低边做

什么高边做什么 我是一个完整

的一个很复杂的一个逻辑的算法

做在里头然后不停的靠软件加

延时去做这种系统的开关 去做

控制 现在很简单你只要发一个

命令给我我自己芯片内部就会帮

你做好 来保证我的完整性和我的

输入性 还有我的开发简化系统

所以这是一个有意思的东西

那个大家早上好 我叫leon

下面我给大家介绍一些

关于一些马达设计的一些思想

或者TI的一些理念的东西

今天介绍马达 可能跟传统的这种

马达不太一样 就是说因为传统

很多人做像刚才介绍那种隔离

系统的话都是大的那种四图电机

或者怎么样我们今天主要是

介绍一部分小的这种BLBC或者

是一些小的这种马达系统里面的

一些应用 像BCD这种类似的

产品 一般来讲 在这种中低压的

这种产品系列里面 其实我们如果

看到一个马达系统的话 你可以很

简单 很清楚的就可以把它分成几块

控制部分然后驱动部分就是门

驱动的部分逻辑信号的一些管理

然后一些调速的信号的一个处理

然后包括一些前置的保护的动作

都会可以在门电路这边来做一些

逻辑上的一些电平转换的东西

后面直接是功率的这种推广的

这种launchpad或者是一些驱动器

当然会你在高压的这种四步电机

上面 你会用IGBT或者IGM做

这种大型的电机控制有可能直流的

或者是交流的这种电机 但是你

在中小型产品上面 尤其现在这种

微电机的这种产品上面你可能

会用到一些MOSFET或者一些小的

一些驱动器 另外就是直接去推

马达 剩下一部分就是说我的反馈

我的任何一个马达系统里面我

一定会有速度环电流环还有

这些反馈的一些信号反馈回来

才能知道我的马达系统到底做成

什么样或者它在跑的过程中间

到底会出现什么问题一定 所以

基本上一个马达系统很简单就是

这么几块组成的 我今天可能主要

给大家介绍的这三块的一些东西

这个是站在我们的一个理念下面做的一些东西 其实

基本上你看到一个马达系统的话刚才大家

看到下面框 但实际上发展到今天 技术发展

到今天 它的整个的马上系统可以

看一下门驱动然后包括像

前面的逻辑 然后有一些保护电路

电压供电然后一些反馈电路 所以

你在整个系统上面离散元器件的

系统上面你可以看到就是说蛮大的

一块板子或者是蛮多元器件在上面

你每一个单位参数的话你都

需要去自己去做调整举个例子

比如说电流的反馈我限流要

多少我要怎么去控制限流或者我

节温我要做到多少我怎么去控制

我的节温 所以在整个的离散系统

里面你会发现他是一个很复杂的

复杂系统 TI现在我们的做法是

什么呢 我们其实现在是用我们的小

的这种集成电路来把整个的这种

分立元器件全部都包在一起 它的

好处是什么就是说基本上我们

所有的一致性 一般的问题需要

做这种细节计算的东西我们

基本上在IC设计之前就已经

全部做好 所以你在电压控制

保护电路像一些开关频率像转换

频率这些部分的一些设计其实你

在你的初稿设计上面或者你产品

的最开始设计上面你可以不用再

像以前一样做零散的这种大规模

的计算去做保证 你可以直接用

一个IC来替换掉你整个系统的产品

那好处是什么 好处说第一

我的系统可以做得很稳定 一致性

很高 第二我的PCP可以做得

很小原来可能我做一个这种中小

尺寸电压的这种马达驱动的一个

板子的话 原来做的很大的 我的

马达可以和我的板子是分开要做的

但现在有可能就是说我马达

上面再加一个小板子 不是套上去 外面可以塑胶打一打

一个马达连驱动 所有东西都在里面 全部都

做好 这样的话产品的体积 效能

举个例子 我们有一个应用是在冰箱

里面 它的温升势大概从负10度

要到正15度 就冰箱嘛 因为它有

不同的温区 我们马达坐在里面

干嘛 把压缩机冷空气抽出来送到

不同的温区里面去 你在一个冰箱

里面先用开门的这种风冷式冰箱

的话 一般你至少要两个到三个

这种小的风扇 按照以前的设计的

话它是有一个很大的pcb板

放在压缩机下面很占空间的 而且

它的控制线路拉得很长所以你

结温测试的时候尤其零下五度

以下的这种温度测试的时候是

很麻烦的 现在的做法很简单 就是

我们一个很小IC 直接build in到

马达里面去 然后整个小马达带

一个小风叶就直接装在风口上

你在做任何测试温标测试 做过很多

这种工业测试的时候 它会非常

简单的就可以通过你的所有的

测试 而且它的整个供电系统整个

系统设计上面考量结构都会简化

很多 所以这个是一个蛮有意思的

一个应用 基本上我快快给大家

举个例子 一般来讲像我们在发展到

今天的话 我们在IC里面汇集成

哪些东西 就是在我们的马达驱动上面

大家可以看一下两路的供电我们

就会全部都集中到里面去然后

(听不清）的供电我们也会进行

进去 所以你在整个电路设计上面

其实举个例子8305 其实你在

整个电路上面 你外部的一些逻辑

信号的一些需要这种稳压控制的

这种小电流 我们基本上全部都给你接上

全部都给你集成进去 你就是

一颗VCC下来 剩下就不用管 另外一个

（听不清） 因为你高边的这种电压

来回变化 然后你要消除高电压或者

是你要升压这种东西 我们也会全部

集成 包括像参考电压 所以

基本上你会发现 你在外部电路的

电源设计上面 你会非常简化而且

你需要考量的东西不是特别多

可能就是放几个外部的一个电容

去做一些保护就好了 其实其他的

都没有什么太多的东西

值得一提的是什么 值得一提的是

你的参考电压 实际上你在任何

一个系统里面参考电压看起来

就是说不是特别的高 而且它的

稳定性也不是那么 它的重要性

不是那么多反正随便拉一个1.8伏

1.5伏特搞定就完了 但实际上在马达

里面的参考电压其实是蛮要求蛮

高的 它对精度要求非常高 如果你的

偏差个百分之十的话可能你的整个

系统的转数还有稳定性它都会有

一些大概一个百分之十乘以成一个X的

放大系数 它可能跟你的

整个系统设计有关 所以你如果

要是全部集成在系统里面以后

它就会让你的设计会变得非常的

简单 所以你可以看一下电源在

马达尤其在这种中低压马达尤其

比如从24伏变到33伏

或者是从三十六伏 比如说现在

常见的这种电动工具的话 现在

最高的比如说路边上扫地这种

风筒 在国外很流行 就是不是扫大街

不是用扫帚 他是用一个很大的风筒吹

一般来讲 以前的话是挂一个

柴油发电机 现在就是挂电池 一般我们看到是48伏到56伏的电池

实际你从一个电池拉出来的电

你怎么直接送到你的马达系统

上去 尤其你的逻辑门电路这部分的

电压 一般外面要加一个降压吧

降多少伏降压 多少个pmu

实际上你用我们的一个产品话

很简单 可能你36或者是

56或48 直接降到12或者

将到然后直接接到我们的系统

上来就行了 所以这是一个在整个

产业变化过程中间 它对系统要求

的一个变化 所以其实从简单讲 TI

集成了一个电源但实际上你从

它为什么要集成电源 你从一个

行业或者是从由这种发电机往

电池供电的一个转变过程来讲

它是一个产业的需求 它是一个

产业化的要求 所以基本上后面给

大家介绍一些相关的参数会快快

的讲一下就好 基本上你在(听不清)

里面 就是说比如说我做一个门

驱动的话 我对哪些指标要求会

比较高一些 一般是我们的电压

我们的support电压 就是我们的

供电电压 一般每一个IC设计

或者包括你的low side设计 你的

门驱动的support电压 其实它是跟你的

整个系统相关的 传统一般来讲是

说十几伏 十伏或者是五伏可能你

low side的 就是高边跟低边会有区别

现在的趋势会是往这是12伏

或者是五伏上面走 一般来讲做到10伏

就差不多 是一个最高只做到

10伏 然后我的基本上的经典指数到10伏就满足我的系统需求

这个有一个很有意思的地方就是说在我

做这种马达控制的时候 我的握手

协议的就是我的开关整个launch pad的

这种开关的话 我的协议是什么

所以其实我们有在做IC设计的

时候 其实我们就会考量到这些

细节的地方 比如说我的左右我的

高低边 我的高低边的握手 然后我的

整个MOSFET low side的MOSFET

switch从哪里来 就是我在低边开通的时候我的高边

动作应该是做什么 所以它会是它不再

需要你的前面的MUC 去做 因为

以前是用前面MUC来做控制

低边做什么高边做什么 低边做

什么高边做什么 我是一个完整

的一个很复杂的一个逻辑的算法

做在里头然后不停的靠软件加

延时去做这种系统的开关 去做

控制 现在很简单你只要发一个

命令给我我自己芯片内部就会帮

你做好 来保证我的完整性和我的

输入性 还有我的开发简化系统

所以这是一个有意思的东西