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意法(ST)首款应用电动车辆旋转变压器的双运算放大器的TSB582介绍

时间:2024-06-28 阅读量:36

TSB582是意法半导体首款高压大电流双运算放大器,封装小巧(带裸露焊盘的SO8和带有裸露焊盘和表面可湿的DFN8)。我们的团队首先考虑将其用于电动车辆的旋转变压器,或具有高功率交流电机或无刷直流电机的其他应用(能将机械运动转换为电气数据),以确定电机位置并提高效率。此外,该运算放大器的尺寸以及与其他运算放大器的引脚兼容性使其成为一款出色的压电执行器通用器件。因此,我们在2023年全球嵌入式系统展上推出了TSB582并在驾驶模拟演示中展示了新款Toronto Technology Tour。

 
 

 

为什么旋转变压器在电动车辆中如此重要?

 
  • 电机控制算法的精度

电动车辆必须仔细调整发送到每个电机的电流,以提供理想性能。例如,当电动车辆左转时,电机控制算法必须快速准确地驱动左右电机上的IGBT,以产生适当的扭矩,确保平稳的驾驶体验。同样,踩下油门时必须立即加速,了解车轮的确切位置将确保驾驶员能够轻松控制汽车。简言之,车轮的精确位置对电机控制算法至关重要。那么,为什么工程师倾向于使用旋转变压器而非编码器?
旋转变压器使用转子中的初级线圈。除了这个参考线圈外,定子中还有两个次级绕组,彼此呈90°放置。其中一个绕组被称为正弦绕组,因为系统报告其正弦振幅,而另一个是余弦绕组。简单来说,交流电通过初级线圈,在移动时,其电磁场激励次级绕组。通过测量每个绕组的电流变化,可以获得正弦和余弦函数。然后,程序可以通过正弦和余弦值应用反正切函数来获得转子的精确角度。
  • 旋转变压器与电动车辆普及

从旋转变压器内部的基本概况可以看出,这款传感器速度快、性能稳定。由于机制和电子器件简单,也无需担心有棘手的故障出现。这也解释了为什么制造商都青睐于旋转变压器而非编码器。旋转变压器的耐高温特性使汽车制造商可以将旋转变压器放在离电机更近的地方,而不用担心工作条件。如此一来,也满足了制造商对于旋转变压器尺寸的要求。通过缩减设计和组件,团队便能创造出更强大、更易于使用的产品。因此,对旋转变压器作进一步的改进还可继续降低成本,使电动车辆更易购置。
 

 

为什么TSB582在旋转变压器中如此受欢迎?

 
 
  • 优化材料清单

【旋转变压器图中的TSB582】

了解了旋转变压器的工作原理,就很容易理解为什么工程师习惯在初级线圈上使用两个运算放大器。然而,TSB582提供两个通道,使设计人员仅需使用一个高电流运算放大器,从而将功率级减半并降低材料成本。此外,设计人员还可并行使用两个通道,将输出电流加倍至400 mA,以支持使用伺服电机或机械臂的工业应用。此外,TSB582还可与其他运算放大器实现引脚兼容,大大增加了其自身的实用性。只需进行一次鉴定即可用于多种设计,由此降低了研发的成本。
  • 恶劣条件保护

 

【意法半导体演示轮】


旋转变压器的另一个重要优势是其耐用性。TSB582配有输出电流限制器以及短路和过温保护,有助于应对更为恶劣的条件。例如,对于热安全功能,器件会自动关闭输出功率级,使其冷却下来。一旦温度降至某一水平以下,便会重新启动。工程师不用操心添加安全措施,只要在规划极端条件时加以利用即可。意法半导体数据手册甚至包含了PCB布局建议和应用示例,以帮助设计人员开展工作。

 

 


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