세 이후

전기차(EV) 산업이 또 다른 큰 파도를 타고 있다. 이러한 차량은 더 이상 소비자 유행으로 인식되지 않습니다. 정부는 이제 도로에서의 광범위한 전기화에 대한 압력을 가하고 있습니다. 예를 들어, 영국과 캘리포니아는 모두 2035년까지 배출가스 제로 자동차를 의무화하고 있습니다.

이러한 요구를 충족하기 위해 EE는 EV, 특히 마일드 하이브리드 전기 자동차(MHEV)를 더 작고 가벼워서 더 저렴하게 최적화하고 있습니다.

Texas Instruments는 PCB 면적을 크게 줄이는 고집적 48V 모터 드라이버인 최신 제품을 통해 이 문제에 접근했습니다. TI의 모터 드라이브 사업부 관리자인 Kannan Soundarapandian과 이야기를 나누어 새로운 기술에 대해 직접 들어봤습니다.

아마도 가장 인기 있는 EV 모터 형태는 3상 유도 모터일 것입니다.

3상 모터는 회전자와 고정자의 두 가지 주요 구성 요소로 구성된 전기 모터 유형입니다. 회전자는 실제로 회전하는 모터의 일부이고 고정자는 회전자를 회전시키는 모터의 일부입니다. 고정자 자체는 회전자 주위에 균일한 간격으로 배치된 세 쌍의 코일로 구성됩니다.

모터는 의도적으로 서로 위상이 다른 3개의 AC 전원(각각 "위상"이라고 함)에 의해 구동되므로 "3상"이라고 합니다. 고정자 코일 쌍 각각은 하나의 위상에 부착되며 위상 차이의 결과로 고정자 주위를 회전하는 연속 회전 자기장을 생성합니다.

이렇게 변화하는 자기장은 회전자 내부에 이동 전류를 유도적으로 생성하여 고정자의 자기장보다 뒤떨어집니다. 이 지연은 로터에 당기는 힘을 생성하여 EV를 움직이는 회전을 유발합니다.

3상 모터는 EV에 높은 효율과 성능을 제공하지만 단점도 있습니다. Soundarapandian이 설명했듯이 3상 모터를 구동하려면 시스템에 3개의 개별 모터 드라이버 세트와 관련 회로가 필요합니다.

“일반적인 모터 드라이버 시스템에는 3개의 위상이 있으므로 이(회로)가 3번 반복된다고 상상해야 합니다. 그리고 많은 구성요소가 있습니다."라고 그는 설명합니다. "제어 회로, 저항기, 다이오드 및 일반적으로 외부에서 구현되는 일부 안전 기능도 있습니다."

이 회로를 세 번 반복하면 BOM, 비용 및 면적이 빠르게 증가합니다. 또한, 이미 시끄러운 환경에서 신호 무결성을 유지하려는 노력은 라우팅이 더욱 제한됨에 따라 더욱 어려워집니다.

Texas Instruments가 보는 바와 같이 이 문제에 대한 해결책은 모든 외부 구성 요소를 드라이버 IC로 가져오는 더 높은 통합입니다. 이것이 바로 회사가 최신 제품인 DRV3255-Q1을 통해 목표로 삼은 것입니다.

TI는 이 제품이 하이사이드 및 로우사이드 능동 단락 로직을 통합하여 필요한 외부 트랜지스터와 제어 로직을 효과적으로 제거하는 업계 최초의 3상 48V BLDC 모터 드라이버라고 밝혔습니다.

이 장치를 특별하게 만드는 이유에 대해 Soundarapandian은 다음과 같이 강조했습니다. “우리가 수많은 외부 구성 요소를 끌어들이는 것은 바로 통합 측면입니다. 이는 48V 시스템에서 가장 깔끔한 전력 공급입니다.”

새로운 IC는 PCB 면적을 최대 30%까지 줄이는 동시에 모터에 최대 30kW의 전력을 공급할 수 있는 것으로 알려졌다. 또한 이 장치의 정격은 95V이므로 48V 레일의 높은 과도 스파이크로부터 IC를 보호합니다.

능동 단락 로직 기능으로 설계된 BLDC 모터 드라이버를 통해 설계자는 시스템 요구 사항에 따라 MOSFET 연결을 구현할 수 있습니다. 이는 결과적으로 차량 모터 및 기타 전기 구성 요소에 대한 과전압 및 광범위한 시스템 오류를 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 능동 단락 모드는 과전압 조건에 직면할 때 장치의 동적 오류 응답에 의해 자동으로 활성화됩니다.

이 릴리스의 명시된 목표 중 하나는 MHEV 운전자에게 안전을 제공할 뿐만 아니라 차량의 내연 기관에서 발생하는 CO2 배출량을 줄이는 것입니다.