電機的采用

womenxuyaozhuisuzhiduonianqian，huigunaduancheliangbushiyongdianjideshiqi。nageshihou
，cheliangshitongguoshouyaoqubingjinxingfadongde，fadongjilengquefengshanheyushuaqiyufadongjijinxingjixielianjie。dianjiyuneiranjixunsujiehezaiyiqi
，zhezhongjiehezuichuzhuyaoshichuyushushidufangmiandekaolv。zhexiedianjidoushidigonglvdianji（<100W ），tongchangzhixuyaoyigejiandandejidianqiqudongfuzai，tamenshitishengxitongxiaolvhexingnengdezuijiaxuanze。suizhedianjikaishitouruanquanyingyong
，lirufangbaosizhidongxitongheqianyinlikongzhixitong，dianjixuyaogengjiakekaodequdongxitong。

然而
，最近，汽車工業將注意力轉向了降低油耗。綠色交通的壓力已經迫使工程師盡可能為車輛找到智能、有效的解決方案。電機在由智能電子設備驅動的情況下
，能夠實現卓越性能。電子解決方案尤其適用於高功率電機（>100W）。盡jin管guan現xian代dai汽qi車che中zhong的de發fa動dong機ji冷leng卻que裝zhuang置zhi和he鼓gu風feng機ji現xian在zai都dou采cai用yong電dian子zi功gong率lv控kong製zhi，但dan電dian機ji的de應ying用yong範fan圍wei仍reng然ran很hen廣guang。汽qi車che中zhong的de許xu多duo功gong能neng依yi然ran使shi用yong與yu內nei燃ran機ji連lian接jie的de機ji械xie係xi統tong。電dian子zi控kong製zhi能neng夠gou在zai效xiao率lv方fang麵mian帶dai來lai顯xian著zhu的de改gai善shan
，水shui泵beng和he油you泵beng就jiu是shi很hen好hao的de例li子zi。利li用yong電dian氣qi控kong製zhi方fang式shi，功gong率lv能neng有you效xiao傳chuan輸shu給gei電dian機ji

，使shi電dian機ji在zai任ren何he時shi候hou都dou能neng夠gou準zhun確que地di滿man足zu功gong率lv需xu求qiu。

變頻技術為汽車領域帶來重大機遇

車(che)輛(liang)發(fa)動(dong)機(ji)冷(leng)卻(que)裝(zhuang)置(zhi)和(he)鼓(gu)風(feng)機(ji)應(ying)用(yong)變(bian)頻(pin)電(dian)機(ji)控(kong)製(zhi)是(shi)最(zui)新(xin)的(de)一(yi)個(ge)創(chuang)舉(ju)。老(lao)款(kuan)車(che)型(xing)的(de)發(fa)動(dong)機(ji)冷(leng)卻(que)裝(zhuang)置(zhi)和(he)鼓(gu)風(feng)機(ji)都(dou)使(shi)用(yong)由(you)電(dian)阻(zu)器(qi)和(he)繼(ji)電(dian)器(qi)構(gou)成(cheng)的(de)轉(zhuan)速(su)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)。采(cai)用(yong)該(gai)係(xi)統(tong)，電(dian)機(ji)的(de)轉(zhuan)速(su)被(bei)限(xian)製(zhi)為(wei)幾(ji)個(ge)離(li)散(san)值(zhi)。實(shi)現(xian)任(ren)何(he)轉(zhuan)速(su)值(zhi)都(dou)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)電(dian)阻(zu)器(qi)與(yu)電(dian)機(ji)串(chuan)聯(lian)。電(dian)機(ji)的(de)轉(zhuan)速(su)不(bu)能(neng)針(zhen)對(dui)功(gong)率(lv)需(xu)求(qiu)實(shi)現(xian)最(zui)優(you)化(hua)，因(yin)而(er)這(zhe)一(yi)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)的(de)性(xing)能(neng)極(ji)低(di)。導(dao)致(zhi)大(da)多(duo)數(shu)情(qing)況(kuang)下(xia)典(dian)型(xing)效(xiao)率(lv)低(di)於(yu)50%。

電力電子技術的最新發展使變頻電機控製成為許多應用的首選解決方案。使用變頻控製
，在整個負載範圍內能夠實現高於90%的典型係統效率。以典型的400W發動機冷卻風扇為例
，在典型負載周期內
，采用電子控製器的功耗比電阻風扇控製器少100W。節省的這100W功率相當於每100km的燃料消耗量約減少0.1L。

圖1：典型的400W發動機冷卻風扇

采用PWM控製技術驅動電機所麵臨的挑戰是要符合EMI要求。在20 kHz時
，係統會在電池側產生噪聲。接通和關斷期間的電流斜率di/dt是EMI的主要來源。為了符合EMI要(yao)求(qiu)
，必(bi)須(xu)在(zai)電(dian)池(chi)和(he)逆(ni)變(bian)器(qi)之(zhi)間(jian)連(lian)接(jie)一(yi)個(ge)無(wu)源(yuan)濾(lv)波(bo)器(qi)。這(zhe)一(yi)濾(lv)波(bo)器(qi)通(tong)常(chang)由(you)兩(liang)個(ge)大(da)電(dian)容(rong)和(he)一(yi)個(ge)電(dian)感(gan)組(zu)成(cheng)。濾(lv)波(bo)器(qi)的(de)成(cheng)本(ben)是(shi)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)的(de)一(yi)項(xiang)重(zhong)要(yao)成(cheng)本(ben)。在(zai)使(shi)用(yong)MOSFET 的簡單係統中，減小di/dt 的de唯wei一yi方fang法fa就jiu是shi在zai柵zha極ji插cha入ru一yi個ge電dian阻zu器qi以yi減jian緩huan開kai關guan速su度du。這zhe樣yang做zuo會hui大da大da增zeng加jia開kai關guan損sun耗hao，降jiang低di係xi統tong效xiao率lv
，並bing且qie需xu要yao加jia大da散san熱re器qi的de尺chi寸cun。在zai這zhe樣yang的de係xi統tong中zhong
，需xu要yao權quan衡hengEMI濾波器和散熱器的尺寸。

AUIR3330S針對輸出采用專有di/dt 控製，以減少電池板的傳導輻射。這種主動di/dt 控製實現了EMI及開關損耗性能方麵的優化
，不必再受製於EMI濾波器和散熱器的尺寸權衡。這一特征的實現需要在MOSFET中形成特定的柵極

，使用分立元件是無法實現的。對於帶有驅動器的MOSFET一般應用而言
，開關時間的控製是通過使用柵極電阻控製驅動電流實現的。此外

，AUIR3330S提(ti)供(gong)了(le)一(yi)個(ge)可(ke)以(yi)全(quan)速(su)範(fan)圍(wei)驅(qu)動(dong)任(ren)何(he)類(lei)型(xing)電(dian)機(ji)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。高(gao)集(ji)成(cheng)度(du)使(shi)設(she)計(ji)師(shi)能(neng)夠(gou)設(she)計(ji)一(yi)個(ge)緊(jin)湊(cou)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。隻(zhi)需(xu)利(li)用(yong)很(hen)少(shao)的(de)外(wai)部(bu)組(zu)件(jian)，就(jiu)可(ke)快(kuai)速(su)實(shi)現(xian)全(quan)速(su)範(fan)圍(wei)設(she)計(ji)。

主動di/dt控製

接通過程中
，驅動器會應用大電流以便盡快達到MOSFET 閾值。電流開始流入MOSFET時

，柵電流降低以限製di/dt。當漏-源電壓開始下降時
，柵電流升高以限製開關損耗。與電阻器驅動的MOSFET相比，di/dt階段開關損耗相同，但是在dv/dt階段開關損耗要低很多。因此，在相同EMI水平下，AUIR3330S的功耗低得多，隻需要一個較小的散熱器。主動di/dt控製需要一個複雜的驅動器，能夠在開關不同階段采用不同的柵電流。AUIR3330S還包含了用於檢測di/dt和dv/dt階段的智能電路。

圖2：主動di/dt控製


圖3：故障分析

現代電機驅動應用還需要保護和故障診斷等附加功能。AUIR3330S 集成了多種用以防止在異常模式下係統出現故障的功能
，包括過溫狀況、輸出短路、地線或自舉電容脫斷。在上述任何一種故障狀態下，AUIR3330S 都能受到保護

，並且會向微處理器報告故障診斷結果。故障診斷結果是一個數值，可直接由微處理器讀取。

此外
，AUIR3330S具有電流反饋功能
，能夠通過測量流經Rifb電阻器的電壓讀取負載電流。該係統可以監測負載電流，從而控製提供給負載的功率。並且可以檢測到電機堵轉狀態。

電流感測反饋用於設置過流保護閾值。當通過Rifb 電阻器的電壓超過4.5V 時，輸出會自動切斷。此功能可防止在堵轉狀態下線路或電機內的任何故障
，並且可以經過調整適應每個係統的需要。