Toshiba America Electronics Corporation(TAEC)의 매우 다양한 전동기 제어 드라이버에 대해 더 자세히 알아보십시오.
Toshiba의 MCD 라인업은 다양한 용도에 적합합니다
귀하가 이 글을 직장에서, 커피숍에서 좋아하는 자리에 앉아, 또는 집안 거실에서 읽고 있다면 적어도 한 대의 전동기가 근처에 있을 가능성이 높습니다. 전동기는 컴퓨터 하드 드라이브를 회전시키거나, 이 글을 인쇄하거나, 커피 콩을 갈거나, 에스프레소를 내리기 위해 온수를 끌어올리거나, 시원한 공기를 순환시키거나, 휴대폰을 진동시키는 등의 일에 사용됩니다. 이런 것들은 오늘날 전동기가 활용되는 일들의 극히 일부분에 불과합니다.
전동기는 다양한 소비자 전자제품, 가전제품, 컴퓨터 및 주변기기, 의료장비, 자동차 부분품에서 연속 운동이나 정확한 포지셔닝이 필요한 경우라면 언제나 자기 역할을 담당합니다.
저전력 설계용인 경우 프로젝트 요건과 비용 고려사항에 따라 브러시 DC(BDC), 브러시를 사용하지 않는 DC(BLDC) 또는 스테핑의 세 가지 전동기 유형 가운데 하나를 선택할 가능성이 높습니다. 그리고 전동기에 따라 전동기의 전원을 켜고 끄는 일, 속도 및 토크의 조절, 높은 효율의 달성에 적합한 전동기 제어 드라이버(MCD)가 필요하게 될 것입니다.
브러시 DC 모터
브러시 DC 모터는 세 가지 유형의 전동기 가운데 가장 단순하며 학교에서 처음 접하게 되는 전동기입니다. 이러한 전동기는 회전 중에 극성을 변경하여 한 방향으로 연속적으로 토크를 진행하기 위해 로터 또는 스테이터의 권선과 영구 자석 또는 고정자의 계자권선에 더해 정류자와 브러시를 필요로 합니다. 이 전동기들은 상대적으로 제조와 제어가 간단하기 때문에, 일반적으로 가격이 저렴하고, 장난감이나 다른 비용에 민감한 애플리케이션에도 종종 사용되지만, 전기 블라인드나 잠금 장치와 같은 가정용 기구에도 사용할 수 있습니다.
BDC를 제어하는 것은 비교적 간단합니다. 즉, 전동기에 적용되는 평균 전압의 변화가 그 속도를 변화시키므로 H-브리지와 마이크로컨트롤러를 사용하여 달성할 수 있습니다. 그러나 작동자의 IC를 선택하려면 고려할 것들이 있습니다.
이는 Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation(TDSC)의 TB67H450FNG,EL 광범위한 전압 범위에 의해 단순화됩니다. 작동 전압은 사무 자동화(OA) 장비, 은행용 단말 장치, 가전제품(로봇 진공 청소기, 전자 잠금 장치, 소형 로봇 등의 배터리 구동 제품 및 5V USB 전력 공급 장치가 사용된 장치 등)의 경우 4.5V~44V(3.5A 미만)의 범위입니다. 드라이버는 대기 상태에서 1μA를 끌어내며, 소형 8핀 HSOP8 표면 장착 패키지와 함께 옵니다.
작동 전압이 보다 낮고 전류는 더 커야 하는 경우 TC78H653FTG,EL은 1.8V~7.0V 범위의 작동 전압과 이중 채널에서 2.0A DC 및 2.5A DC 피크(10ms 미만) 및 통합 채널에서 4.0A DC 및 5.0A DC 피크를 제공하는 소형 전류 모드 두 가지 전류 모드 듀얼 H-브릿지 드라이버입니다. 제품의 낮은 저항은 전동기를 통해 보다 높은 토크로 더 높은 전류가 흐른다는 것을 뜻합니다. 프로젝트에 3.7V 리튬 이온 배터리를 사용하는 카메라 및 휴대용 장치, 가스 레인지 액추에이터, 스마트 미터, 전자 잠금 장치 또는 1.5V 건식 배터리 2개를 사용하는 기타 애플리케이션 등의 모바일 장치를 사용하는 경우 이 드라이버의 특성 조합이 설계에 적합합니다.
TDSC는 더 많은 BDC 전동기용 장치를 제공하며, 그 중 몇 가지는 일반적인 브러시 전동기 드라이버와 핀 호환되므로 엔지니어는 시장 요건 변화에 따라 최소한의 변경으로 또는 변경 없이 부품을 교체할 수 있습니다.
브러시를 사용하지 않은 DC(BLDC) 전동기
BLDC 전동기는 브러시 처리된 전동기에 비해 기계적으로 단순하며, 일반적으로 로터의 영구 자석과 스테이터의 권선을 사용합니다. BLDC는 소음이 크고 스파크가 발생하기 쉬운 기계적 토크 제한 정류를 방지하는 동시에 보다 높은 토크와 속도를 제공합니다. 그러나 컴퓨터 팬에서 산업 장비에 있는 서보 메커니즘에 이르는 다양한 애플리케이션에 대해 약속되는 수준의 높은 효율성을 달성하려면 정확한 제어가 필요합니다.
코일을 통과하는 전류의 극성과 크기를 제어하고 로터와 동기화하는 일은 홀 효과 센서를 사용하여 자석의 위치를 측정하거나 센서 비저장 BLDC에서 백-EMF(Back-Electric Force) 제로 크로싱을 감지하여 해당 정보를 전동기 구동기를 통해 다시 공급함으로써 이루어집니다. 그러나 최적의 효율 특성을 달성하려면 회전 속도 범위에서 모터 전압과 전동기 전류 간의 위상 차이를 반복적으로 조정해야 합니다. 하지만 높은 주파수에서의 인덕턴스 때문에 고속 드라이브에서는 전류가 지연되는 경향이 있습니다.
TDSC의 독점적 인텔리전트 Phase Control(InPAC) 기술을 통해 BLDC 전동기 제어를 보다 단순하고 정확하게 수행할 수 있습니다. 홀 신호에서 전동기 전류 위상 및 모터 전압 위상을 비교하고 결과를 전동기 전류 컨트롤로 다시 보냅니다. 모터 전압과 전동기 전류 사이의 위상 차이는 초기 설정만으로 광범위한 전동기 속도에 대해 자동으로 조정됩니다. 이렇게 하면 엔지니어의 개발 부하를 상당히 줄일 수 있습니다.
TDSC는 이러한 기술을 사용하는 4개의 새로운 3상 BLDC 전동기 제어 솔루션을 보유하고 있습니다. 바로 SSOP30 패키지에 내장된 컨트롤러 부품 TC78B041FNG,EL, VQFN32 패키지의 TC78B042FTG, 완전 통합 드라이버인 TC78B016FTG, 통합 게이트 드라이버가 있는 컨트롤러인 TC78B027FTG입니다. MCD는 에어컨, 팬, 공기 정화기, 펌프 및 산업 장비와 같은 애플리케이션의 경우 부드러운 전류 파형을 위해 사인파 구동 시스템을 사용하여 고속 전동기의 소음과 진동을 줄입니다.
또한 TDSC는 센서를 사용하지 않는 BLDC를 통해 전동기 비용을 절감할 수 있는 경우 센서를 사용하지 않는 작동을 위한 MCD를 제공합니다. TB67B001FTG,EL은 3상 펄스 폭 변조(PWM) 초퍼 드라이버로서 PWM 부하 주기를 변경하여 전동기 속도를 제어합니다. 출력 전류의 경우 3Amax, 전력 공급기의 경우 25Vmax의 정격이며, 120°, 135° 및 150°에서 중복되는 정류, 선택 가능한 소프트 스위칭, 조정 가능한 시동 설정, 과전류 보호, 열 차단 및 저전압 차단 기능을 제공합니다. 통합 게이트 드라이버 부품이 있는 신규 컨트롤러인 TC78B009FTG는 디자이너에게 애플리케이션용의 알맞은 전력 단계 MOSFET의 크기를 조정하는 데 있어 유연성을 제공합니다. TC78B009FTG는 현재 샘플링 중이며 2020년 1분기에 생산될 예정입니다.
스테핑 전동기
귀하가 만나게 될 수 있는 세 번째 유형의 전동기는 스테핑 전동기입니다. 데스크톱 프린터, 3D 프린터, 보안 카메라, 카메라 렌즈, 의료 스캐너, 지능형 조명 및 CNC 밀링 기계와 같은 고정밀 각도 동작이 요구되는 설계에 사용할 수 있습니다.
스테핑 전동기는 펄스 대역폭, 부하 주기, 입력 펄스의 기간을 제어하여 관리합니다. 스테핑 전동기 컨트롤의 문제는 전동기나 전자 제품이 타버릴 수 있으므로 시동이 꺼지는 일을 방지하는 것에 달려 있습니다. 과부하 또는 급격한 속도 변화가 발생할 때 동기화가 이뤄지지 않으면 드라이버가 최대의 힘으로 여전히 작동함에도 불구하고 전동기가 작동을 중지합니다. 이를 위해서는 갑작스러운 과중한 토크 변화를 방지하기 위해 충분한 전류 여유를 제공해야 합니다. 그러나 이 설정의 단점은 효율성이 저하되고 열 발생이 증가한다는 것입니다.
센서 및 마이크로컨트롤러를 추가하여 토크 및 전류 피드백을 실시간으로 모니터링하여 전류 조정을 수행함으로써 이러한 문제를 방지하기 위해 추가 전류가 감소할 수 있습니다. 그러나, 이는 설계의 복잡성과 비용을 가중시킵니다.
TDSC의 AGC(Active Gain Control) 기술은 필요한 토크에 따라 전동기 전류를 자동으로 최적화하여 이 문제를 해결합니다. 이를 통해 전동기가 정지하는 것을 방지하고 최적의 제어를 제공하여 가능한 한 최고의 효율과 낮은 발열량을 구현합니다.
이 회사의 TB67S128FTG,EL 부품은 기존 32단계에 비해 매우 부드러운 128개의 마이크로 스텝(분기 주기당)을 제공하는 양극 스테핑 전동기 드라이버로서 AGC 기술을 활용합니다. 제품의 50V/5A 정격은 3D 프린터, 보안 감시 카메라, ATM 및 OA 장비를 포함한 애플리케이션에 고성능 드라이브를 제공합니다.
또한 TB67S128FTG는 기존의 혼합 감쇠 모드보다 유도 전동기 전류를 더 효과적이고 빠르게 방전하는 당사의 ADMD(Advanced Dynamic Mixed Decay) 기술을 사용합니다. ADMD는 일반적으로 저속 스테퍼 모터를 누락되는 단계 없이 그 한계까지 확장시킬 수 있습니다. 또한 해당 부품은 TDSC의 ACDS(Advanced Current Detect System) 기술을 활용하여 외부 전류 감지 저항기 없이 전류 한계를 감지하여 공간, 부품 수 및 BOM(Bill-of-Material) 비용을 절감합니다.
모든 전동기를 제어하는 드라이브
TDSC는 모든 전동기 유형과 광범위한 전압 및 전력 요구 사항을 다루어 MCD를 쉽게 선택할 수 있도록 합니다. 제품의 광범위한 전동기 드라이버 범위는 가전제품, 산업 장비, 사무기기, 컴퓨터 주변기기 등의 폭넓은 애플리케이션을 대상으로 합니다. 또한 HSIP, HZIP, WQFN EP, HSOP 및 VQFN EP와 같은 다양한 패키지로 제공되며, 이들 패키지는 핀과 호환됩니다.
지금 바로 Arrow.com에 방문하여 귀하의 설계 요건에 알맞은 TDSC MCD를 선택하세요.
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