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Software de control de BLDC trifásico en Motor-Expert Suite para la familia de CI BridgeSwitch

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Power Integrations ha presentado un nuevo software de control para accionamientos de motores BLDC trifásicos. En combinación con el controlador de motor "half-bridge" integrado BridgeSwitch™ de Power Integrations y la herramienta de configuración y diagnóstico Motor- Expert™ de fácil uso, esta solución completa de hardware y software permite una eficiencia del 98,2 por ciento, reduce el espacio de la placa en más del 70 por ciento y sólo requiere tres componentes para el circuito de retroalimentación de corriente, en comparación con los 30 componentes de una solución discreta.

La solución es ideal para electrodomésticos residenciales y comerciales con motores trifásicos, como ventiladores de aire acondicionado, secadores de pelo de alta velocidad, compresores de frigorífico, ventiladores de campana extractora y bombas de agua.

"Las soluciones tradicionales de control orientado al campo (FOC) de tres derivaciones requieren amplificadores operacionales (op-amps) caros y voluminosos y circuitos de adaptación para el acondicionamiento de la señal de corriente del motor", afirma Cristian Ionescu-Catrina, director de marketing de productos de Power Integrations. "Nuestros circuitos integrados half-bridge BridgeSwitch proporcionan retroalimentación de corriente sin pérdidas para el medio ciclo positivo, y nuestro software FOC trifásico reconstruye la información de la corriente de medio ciclo negativo a partir de los datos presentes en las otras señales de corriente de fase. Esto elimina la necesidad de costosas e ineficientes resistencias de detección de corriente externas, op-amps y circuitos de adaptación, así como la complejidad asociada".


El nuevo software de Power Integrations añade el FOC trifásico a la biblioteca existente de código monofásico. Permite ajustar en tiempo real la velocidad y el par del motor a través de la interfaz gráfica de usuario (GUI) de Motor-Expert. El código se ejecuta en cualquier Arm® Cortex®-M0 a 48 MHz y no requiere un bloque acelerador de hardware. También se puede portar a otros MCUs equivalentes. El algoritmo de modelado de la corriente es robusto y fiable y ha superado amplias condiciones de prueba estáticas y dinámicas, incluida la respuesta de baja latencia a eventos en tiempo real. El alto grado de precisión de la corriente garantiza un funcionamiento de baja fluctuación (jitter)a. El nuevo código es compatible con MISRA C (Motor Industry Software Reliability Association), es portátil, modular y permite al usuario modificar cualquiera de las capas de software.

Cómo funciona el control de motores trifásicos con los circuitos integrados BridgeSwitch
Los circuitos integrados BridgeSwitch de Power Integrations proporcionan una señal de salida de la corriente del motor que mapea la corriente que pasa por el FREDFET del LS (Low Side). Un FET de detección interno proporciona una detección de corriente sin pérdidas. El circuito de detección no puede proporcionar información sobre la corriente cuando el diodo de cuerpo antiparalelo está conduciendo durante la conmutación. La amplificación de ganancia incorporada permite la conexión directa de la señal de fase de corriente a la entrada ADC del microcontrolador. El circuito de detección local proporciona un análogo preciso de la corriente con una alta relación señal-ruido y un grado de precisión correspondientemente alto. El nuevo software incluye un algoritmo de reconstrucción que utiliza la relación trigonométrica desfasada entre las señales de corriente de las tres fases para deducir con precisión la información de la corriente de fase negativa.

Herramienta de diseño Motor-Expert actualizada
Motor-Expert 2.0 es la herramienta de configuración y diagnóstico de control de motores de Power Integrations para la familia de circuitos integrados BridgeSwitch. Ofrece una interfaz gráfica de usuario (GUI) que permite manipular fácilmente los parámetros de entrada, así como un emulador de terminal para interactuar con el controlador del motor en modo serie. Además, una función de alcance de movimiento muestra gráficos lineales de variables importantes del controlador que pueden verse en tiempo real.

Ionescu-Catrina añade: "El control preciso, el ajuste y la optimización pueden llevar meses de desarrollo de software. Power Integrations creó Motor-Expert 2.0 pensando en las necesidades del ingeniero de diseño. La nueva herramienta reduce el coste y la complejidad del diseño de accionamientos BLDC y funciona con el software de control de motores trifásicos y el diseño de referencia DER-964, recientemente publicados, para ofrecer una herramienta completa para el desarrollo de accionamientos de motor."

El ajuste del motor y de la aplicación se realiza a través de la interfaz gráfica de usuario de Motor-Expert 2.0 y los coeficientes del bucle de control se actualizan en tiempo real sin necesidad de recompilar el código. La interfaz también permite a los usuarios visualizar el funcionamiento del sistema, mostrando el estado de los datos, incluyendo la corriente, la velocidad, el estado, el error de corriente y el error de velocidad. Un campo de diagnóstico dentro de la interfaz del software permite conocer el funcionamiento del variador y del motor.

Motor-Expert 2.0 es compatible con el diseño de accionamientos trifásicos y monofásicos y sustituye a la versión anterior de Motor-Expert.

Disponibilidad y recursos
Un nuevo diseño de referencia de inversor trifásico que emplea tres circuitos integrados half-bridge BridgeSwitch, DER-964, proporciona hasta 300 W de potencia de salida sin necesidad de disipador. Elimina las derivaciones y los amplificadores operacionales (op-amps) que se ven en la medición de retroalimentación convencional y es adecuado para una amplia gama de aplicaciones, como compresores, campanas de cocina, ventiladores residenciales y comerciales y bombas. El diseño tiene una eficiencia del 98,2%, ocupa una placa de circuito impreso de 65 mm x 50 mm y puede utilizarse con cualquier microcontrolador Cortex-M0 o equivalente.

La solución completa de software BridgeSwitch, Motor-Expert 2.0 y control de motores trifásicos está disponible desde hoy e incluye un manual descargable sobre la arquitectura del software, las API, las funciones, las llamadas y las variables utilizadas en el código.

El nuevo código de control de motores trifásicos y la herramienta Motor-Expert 2.0 se ofrecen como parte del Motor-Expert Suite bajo una licencia gratuita para su uso con los circuitos integrados BridgeSwitch

CIs. Los CI BridgeSwitch tienen un precio a partir de 1,69 dólares en cantidades de 10.000 unidades del conjunto de chips. Para más información, póngase en contacto con un representante de ventas de Power Integrations.

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