Melexis推出用于电机换向的传感器芯片,在DSP助力下可进一步简化系统设计
电机驱动是一个复杂的领域,应用于众多应用案例。有些电机驱动器在不配备位置传感器(无传感器)的情况下可以完美运行。既然如此,为何还要额外增加组件?下面先区分一下位置传感器的两个作用。
电机控制可以具有多个反馈回路:一个用于电机换向,一个用于定位。这些控制回路不一定使用相同的位置传感器,因为优化系统和BOM需要不同的特性。位置传感器可以在以下方面改进系统的控制:位置、扭矩或速度。
电机换向
对于多种类型的电机,位置传感器可以用作电机换向控制回路的组件。电机控制算法可决定通过线圈的电流大小及其时序。施加磁场的角度必须与转子的磁场方向正交,以最大程度提高效率。
电机控制算法的类型与电机设计和传感器类型相关。例如,无刷电机可以在梯形控制、正弦控制和磁场定向控制模式下运行:
定位应用
位置传感器可用于应用定位。以一个关键的智能阀为例。位置传感器可确保阀门位置正确(不依赖电机位置)。另一个例子是可精确定位机械臂上的关节的伺服电机。
在这个例子中,电机定位所用的传感器可以是用于电机换向的传感器。如果转子轴的位置和电机的输出轴完全关联,则应为上述情况。但并非总是如此。在某些情况下,内部齿轮箱会将高速/低转矩转子转换为低速/高转矩输出轴。然后可能需要在输出传感器上额外配备一个低速传感器。
MELEXIS 产品
用于电机换向的传感器芯片
在本文中,Melexis(迈来芯)详细介绍3用于电机换向的3种霍尔产品:锁存器/开关芯片、线性霍尔传感器芯片和角度编码器芯片。
>> 采用锁存器/开关控制电机换向
锁存器/开关产品以多芯片配置放置在定子中。它们非常适合直流无刷电机的梯形控制:使用 3 颗芯片,每相 1 颗。
Melexis 提供一系列具有预编程或可编程固定参数的霍尔效应锁存器芯片。除了可感应垂直施加于芯片表面的磁感应强度的传统传感器之外,Melexis 还推出了可感应侧向磁感应强度的锁存器芯片。此功能大大提高了传感器定位相对于磁体(转子或感应磁体)定位的灵活性。传感器采用单芯片 TSOT-3L 或 TO92-3L 封装。Melexis 还推出了首款支持 ASIL-B 的锁存器/开关芯片。
采用 IMC 技术的锁存器/开关,适用于电机换向应用
采用线性霍尔传感器控电机换向
线性霍尔效应传感器可用于替代锁存型霍尔传感器。多个传感器正交式使用可提供具有高角度分辨率的转子绝对角度。可根据它们的模拟输出通过专用算法计算出更准确的转子位置。因此,它们不仅适用于检测电机换向点,还适用于精确的位置控制。
以 90° 磁相移放置的两个线性霍尔传感器也可用作正弦余弦角度传感器。α 角由 SIN 与 COS 反正切计算得出。
MLX90290,高速预编程线性霍尔传感器芯片,成比例模拟输出。
由磁性角度编码器控制的电机换向
磁性角度编码器,也称为角度编码器或电机角度编码器,是提供成比例模拟正余弦输出的快速芯片解决方案。这些输出代表转子磁通量,因此可用于检测电机位置。最新一代产品可以放在轴上(轴端)或轴外(轴通)。
Triaxis® 角度编码器提供了一种 X-Y-Z 磁轴配置。此功能大大提高了传感器定位相对于磁体(转子或感应磁体)定位的灵活性。
传感器的OUT1和OUT2(正弦和余弦信号)可配置为X/Y 磁轴、X/Z 磁轴或 Z/Y 磁轴,用于轴端或轴通感应。
MLX90380,Triaxis® 角度编码器,360度,两路成比例模拟输出,高速。
MLX90381,Triaxis® 微型角度编码器,360度,两路成比例模拟输出,高速。
定位用传感器芯片
某些电机应用会额外配备用于定位的控制回路。例如,执行器低速运行的阀门。或者当应用中的内部齿轮箱将高速/低转矩旋转转换为低速/高转矩旋转时。由于齿轮箱的不断磨损,转子位置与电机输出轴之间的一一对应关系会逐渐消失。因此,在某些设计中,输出轴上额外配备了一个位置传感器。
上述电机换向产品非常注重高速性能。它们的更新频率以几微秒来表示,通常输出原始信息。然后由相关的 MCU 处理此信息。对于应用定位,快速响应不再是关注重点。因此,M可以使用能输出已计算角度信息的“更智能”的传感器。这类传感器在 DSP 助力下,可提供更多功能(信号补偿、可编程诊断...),从而能进一步简化系统设计。Melexis 提供各种低速角位置传感器芯片。Melexis 产品中的低速指更新频率不低于 200µs。
了解详细信息
MLX90392/MLX90393/MLX90395/MLX90397(价值优化),需进行后处理的磁力计。适用于消费类应用或汽车应用。
MLX9042x(主流系列)磁性位置传感器芯片,适用于注重成本但要求严苛的应用。
MLX9037x(性能系列)具备高性能、高安全性且功能全面的磁性位置传感器芯片。
适用于执行器的传感器芯片
Melexis 的全集成 LIN 电机驱动芯片和预驱动芯片可降低 BoM 成本,简化汽车机电一体化应用中电机控制翼板、阀门、风扇和泵的设计。这些装置还可用于机器人系统和电动自行车/电动踏板车。
支持两线直流电机、三线直流无刷电机或四线双极步进电机,可以使用带传感器或无传感器的磁场定向控制 (FOC) 算法。
对于带传感器的应用,Melexis 一站式为您提供传感与驱动解决方案。绝对角度位置传感器芯片可与 Melexis 的驱动芯片搭配使用,以驱动和感应智能阀的位置,从而有效冷却电池或发动机。还可兼容 Melexis 的预驱动芯片,用于跟踪智能泵中的转子位置,从而以正确的转矩实现泵的高效和动态控制。Melexis的第三代嵌入式驱动芯片系列包括:
结论
借助位置传感器的支持,电机驱动器可满足与位置、转矩和速度控制相关的特定应用要求。Melexis 传感与驱动解决方案是优化您的机电一体化应用的理想选择。
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品类:miniature monolithic sensor IC
价格:¥11.8927
现货: 163
品牌:MELEXIS
品类:Triaxis Programmable u-Resolver
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品牌:MELEXIS
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服务
提供电机的输出反电势波形测试、驱动芯片输入/输出波形测试服务,帮助您根据具体应用场景来选择适合的电机驱动芯片型号,确保电机驱动芯片能够与其他系统组件协同工作达到最佳效果。支持到场/视频直播测试,资深专家全程指导。
实验室地址: 成都 提交需求>
可定制电机的连续转矩范围1Nm至2000Nm,峰值转矩3Nm至5500Nm,电机延长线长度、变换编码器类型。
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