車両がモーターを使用していない期間を確認するには、何年も前に戻る必要があります。 当時、車両はクランククランクで始動され、エンジン冷却ファンとワイパーはエンジンに機械的に結合されていました。 電気モーターと内燃機関の組み合わせは迅速に組み合わされ、このコンビネーションはもともと快適性のためのものでした。 これらのモーターは低電力モーター（<> モーターがアンチロックブレーキシステムやトラクションコントロールシステムなどの安全アプリケーションに入り始めると、モーターはより信頼性の高いドライブシステムを必要とします。
しかし、近年、自動車業界は燃料消費の削減に注目しています。 緑色の交通の圧力は、エンジニアが車にスマートで効果的なソリューションを見つけるように強制しています。 インテリジェント電子機器で駆動すると、優れた性能を発揮します。 電子ソリューションは、高出力モーター（> 100W）に特に適しています。 現代自動車のエンジン冷却および送風機は現在、電子パワー制御を使用していますが、モーターの用途の幅は依然として広いです。 車内の多くの機能は、内燃機関に接続された機械システムを使用しています。 電子制御は効率を大幅に向上させることができ、ポンプとポンプは良い例です。 電気制御により、電力を効率的にモータに伝達することができ、モータが常に電力要件を正確に満たすことができます。
周波数変換技術は自動車業界に大きなチャンスをもたらします
自動車のエンジン冷却および送風機の適用可能な可変周波数モータ制御は、最新の技術革新である。 エンジン冷却ユニットと旧モデルの送風機の両方は、抵抗とリレーからなる速度制御システムを使用しています。 このシステムでは、モータの速度はいくつかの離散値に制限されています。 速度値を達成するために、モータと直列に抵抗器が必要です。 モータの速度は電力要件に合わせて最適化することができないため、このソリューションの性能は非常に低くなります。 これにより、ほとんどの場合、典型的な効率は50％以下になります。
最近のパワーエレクトロニクス技術の進歩により、可変周波数モーター制御が多くのアプリケーションに最適なソリューションになっています。 可変周波数制御により、全負荷範囲にわたって、90％を超える標準的なシステム効率を達成することができます。 代表的な400Wエンジン冷却ファンを例にとると、電子コントローラの消費電力は、典型的な負荷サイクル中の抵抗ファンコントローラの消費電力よりも100W小さい。 節電された100Wは、燃料消費量100kmあたり約0.1Lの削減に相当します。
PWM制御技術を使用してモータを駆動することの課題は、EMI要件を満たすことです。 20 kHzでは、バッテリ側にノイズが発生します。 ターンオンおよびターンオフ時の電流スロープdi / dtがEMIの主要な原因です。 EMI要件を満たすためには、パッシブフィルタをバッテリとインバータの間に接続する必要があります。 このフィルタは通常、2つの大きなコンデンサと1つのインダクタで構成されています。 フィルタのコストはシステム全体にとって重要なコストです。 MOSFETを使用したシンプルなシステムでは、di / dtを低減する唯一の方法は、ゲートに抵抗を挿入してスイッチング速度を遅くすることです。 これにより、スイッチング損失が大幅に増加し、システム効率が低下し、ヒートシンクのサイズが大きくなります。 このようなシステムでは、EMIフィルタとヒートシンクのサイズを秤量する必要があります。
AUIR3330Sは、出力のために独自のdi / dt制御を使用して、パネルの伝導エミッションを低減します。 このアクティブdi / dt制御は、EMIおよびスイッチング損失性能を最適化し、もはやEMIフィルタおよびヒートシンクのトレードオフにはなりません。 この機能を実現するには、MOSFETに特定のゲートを形成する必要があります。これは、個別のコンポーネントでは不可能です。 ドライバ付きMOSFETの一般的なアプリケーションでは、ゲート抵抗を使って駆動電流を制御することにより、スイッチング時間の制御を実現しています。 さらに、AUIR3330Sはあらゆるタイプのモーターを最高速度で駆動するためのソリューションを提供します。 高集積化により、設計者はコンパクトなソリューションを設計できます。 最小限の外付け部品で迅速なフルスピードレンジ設計が可能です。
アクティブなdi / dt制御
ターンオンプロセス中、ドライバはMOSFETのスレッショルドにできるだけ早く到達するために大きな電流を供給します。 MOSFETに電流が流れ始めると、ゲート電流が減少してdi / dtを制限します。 ドレイン - ソース電圧が低下し始めると、ゲート電流が上昇してスイッチング損失を制限する。 スイッチング損失は、抵抗駆動MOSFETと比べてdi / dtフェーズで同じですが、スイッチング損失はdv / dtフェーズでははるかに低くなります。 したがって、同じEMIレベルでは、AUIR3330Sの消費電力は非常に少なく、ヒートシンクのサイズも小さくて済みます。 アクティブなdi / dt制御には、スイッチの異なる段で異なるゲート電流を使用できる複雑なドライバが必要です。 AUIR3330Sにはdi / dtとdv / dtの位相を検出するためのインテリジェントな回路も含まれています。
最新のモータードライブアプリケーションには、保護やトラブルシューティングなどの追加機能も必要です。 AUIR3330Sは、過熱状態、出力短絡、アースまたはブートストラップ・コンデンサの切断を含む、異常モードでのシステム障害を防止するためのさまざまな機能を内蔵しています。 上記の故障状態のいずれかにおいて、AUIR3330Sは保護され、故障診断結果はマイクロプロセッサに報告される。 診断結果は、マイクロプロセッサによって直接読み取られる値である。
さらに、AUIR3330Sは、Rifb抵抗を流れる電圧を測定することによって負荷電流を読み取る電流フィードバック機能を備えています。 システムは負荷電流を監視して、負荷に供給される電力を制御します。 モータストール状態を検出することができます。
電流センス・フィードバックを使用して、過電流保護スレッショルドを設定します。 Rifb抵抗両端の電圧が4.5Vを超えると、出力は自動的にオフになります。 この機能は、ストール状態でのラインまたはモーターの障害を防ぎ、各システムのニーズに適合させることができます。
総括する
フルスピードの電子制御を実現するモータは、多くの新しいアプリケーションで使用できるようになりました。 自動車では、ポンプ、オイルポンプ、パワーステアリングポンプなどのエンジンによって直接駆動される負荷があります。 これらの負荷を駆動するためにモータを使用することで、機械設計が大幅に簡素化され、エンジンコンパートメントのスペースを節約しながらベルトとランナの必要がなくなります。 AUIR3330Sは、あらゆるタイプのモーターをフルスピードで駆動するソリューションを提供し、EMIおよびスイッチング損失性能の最適化のためのアクティブdi / dt制御を備えています
