현재 산업 자동화, 자동차 산업, 가전제품 분야 등 다양한 최종 시장에서 BLDC 모터의 제어 성능에 대한 요구가 높아지고 있습니다. 이러한 시장에서는 모터가 높은 효율과 다양한 제어 기능을 제공할 것을 요구할 뿐만 아니라 모터가 고속으로 작동하면서 저소음과 저진동을 달성할 것을 요구합니다.
성능 표준이 계속 높아지는 가운데, 높은 시장 수요와 엄격한 성능 요구 사항이라는 두 가지 주요 요인으로 인해 점점 더 많은 고성능 BLDC 모터 드라이버 제어 칩이 등장하고 있습니다.
많은 국내 제조업체가 BLDC 모터 드라이버 칩 및 솔루션을 연속적으로 출시했습니다. 성능 면에서 이러한 제품은 국제 제조업체의 제품과 동등하며 가격 대비 더 나은 가치를 제공하고 고객에게 보다 시기적절한 기술 지원을 제공합니다.
국내 BLDC 칩 시장을 보면 FOC가 거의 표준이 됐다. FOC 적용을 기반으로 제조업체는 경쟁 우위를 확보하기 위해 더 많은 주변 장치 구성을 통합하고 있습니다.
FOC란 무엇입니까?
벡터 제어라고도 알려진 FOC(자속-지향 제어)는 현재 브러시리스 DC 모터(BLDC) 및 영구자석 동기 모터(PMSM)를 효율적으로 제어하기 위한 최선의 선택입니다.
FOC는 자기장의 크기와 방향을 정밀하게 제어하여 부드러운 모터 토크, 저소음, 고효율 및 빠른 동적 응답을 구현합니다. 이는 많은 응용 분야에서 점차 전통적인 제어 방법을 대체하고 있으며 모션 제어 산업에서 상당한 주목을 받고 있습니다.
FOC의 원리
FOC 제어에는 주로 피드백 입력으로 모터 회전자 위치, 모터 속도, 전류 크기와 같은 정보가 필요합니다. 여기에는 모터 위상 전류를 획득하고 일련의 수학적 변환 및 추정 알고리즘을 적용하여 분리되고 쉽게 제어할 수 있는 피드백 수량을 얻는 것이 포함됩니다.
컨트롤러는 피드백 양과 목표 값 사이의 오류를 기반으로 동적으로 조정하여 궁극적으로 3상 정현파를 출력하여 모터를 구동합니다.
일반적인 FOC 제어 블록 다이어그램
센서-기반 FOC/센서리스 FOC
센서{0} 기반 FOC의 경우 인코더가 모터 회전자 위치에 대한 피드백을 제공하므로 제어가 간단합니다. 그러나 더 높은 제어 성능이 필요한 경우가 많습니다.
센서리스 FOC의 경우 제어 프로세스에서는 모터의 위상 전류를 수집하고 위치 추정 알고리즘을 사용하여 회전자 위치를 계산해야 하므로 제어가 더욱 어려워집니다.
그러나 배선이 간단하고 비용이 저렴하며 신뢰성이 높은 것이 특징이며, 고효율, 저진동, 저소음, 고응답속도 등 제어 목적을 극대화할 수 있습니다. 그 결과 점차 업계의 주류 트렌드가 되었으며 팬 등의 용도로 널리 사용되고 있습니다.
일반적으로 범용 칩(주로 ARM-기반)에서 소프트웨어 프로그래밍을 통해 모터 제어 알고리즘을 구현하는 업계 경쟁업체와 달리 Xinren Technology는 기본 아키텍처 수준에서 칩 설계, 모터 드라이브 아키텍처 및 모터 기술을 효과적으로 통합합니다. 알고리즘을 하드웨어에 내장하는 기술적 접근 방식을 채택함으로써 이 회사는 칩 아키텍처 수준에서 복잡한 모터 구동 제어 알고리즘을 구현하여 독점 지적 재산을 갖춘 모터 구동 제어 프로세서 코어인 ME{3}}를 탄생시켰습니다.
기술 적용 시나리오
애플리케이션 시나리오에는 센서리스/센서-기반 BLDC/PMSM 모터, 3상/단상-유도 모터, 서보 모터, 레인지 후드, 실내 에어컨, 천장 팬, 바닥 팬, 진공 청소기, 헤어드라이어, 산업용 팬, 워터 펌프, 압축기, 전기 자동차 및 전동 공구가 포함됩니다.
현재 BLDC 모터 구동 및 제어 칩 부문에서 단일-칩 고집적 및 센서리스 FOC 제어를 향한 업계 동향은 이미 매우 분명합니다. BLDC 드라이브 및 제어 칩 제조업체의 경우 이러한 시장 성장 기회 속에서 고효율, 저전력 소비 및 안정성 분야의 혁신을 달성하는 것이 시장 점유율을 확보하는 데 핵심이 될 것입니다.