Qorvo verbessert drahtlose Vakuumgeräte mit fortschrittlicher Motorsteuerung
Haben Sie sich jemals vorgestellt, dass ein kompakter, drahtloser Staubsauger eine Saugleistung liefern könnte, die mit professioneller Ausrüstung vergleichbar ist?Ehemalige einfache Elektromotoren werden durch moderne Konzepte revitalisiertVon Kühlschränken und Computern bis zu Waschmaschinen und Staubsauger sind Elektromotoren allgegenwärtig.Sie versorgen Garagentore und Gartenwerkzeuge gleichermaßen..
Im 20. Jahrhundert konnten einfache Wechselstrom-Induktionsmotoren und gebürstete Gleichstrommotoren die Grundbedürfnisse erfüllen.Die Verbraucher wollen nicht nur, langlebige drahtlose Geräte, aber auch Geräte kompakter, zuverlässiger und langlebiger zu machen.
Der weltweite Staubsaugermarkt erreichte 2018 9,2 Milliarden Dollar und wächst weiterhin stark.Der Markt wird voraussichtlich mit einer jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 9Das Wachstum wird vor allem durch die zunehmende Zahl der arbeitenden Frauen und den steigenden Lebensstandard getrieben, der neue Erwartungen der Verbraucher schafft.Die Aufmerksamkeit der Verbraucher auf Energieeffizienz und Umweltaspekte bei Haushaltsgeräten ist zu einem wichtigen Markttreiber geworden.
Bei diesem gemeinsamen Projekt standen das Team für die Entwicklung des Staubsauger und die Ingenieure von Qorvo vor einer Reihe anspruchsvoller Anforderungen.Sie mussten einen drahtlosen Staubsauger entwickeln, der eine starke Saugkraft von extrem hohen Drehzahlen mit einem leichtenDie erforderliche Saugleistung übertraf deutlich die der meisten traditionellen tragbaren Produkte auf dem Markt.
Die Spezifikationen des Kunden verlangten ausdrücklich einen Permanent Magnet Synchronmotor (PMSM) mit Feldorientierte Steuerung (FOC) Technologie, um Variable Frequency Drive (VFD) Funktionalität zu erreichen,die den äußersten Leistungsanforderungen des Produkts entsprechen.
Qorvo und das Designteam erkannten, dass das Endprodukt ein leistungsstarker drahtloser Staubsauger sein würde.Sie wählten einen dreiphasigen PMSM-Motor mit Sinuswellen-Kommutationstechnologie, um die Leistung zu maximieren.Der Kern des Designs liegt in der FOC-Technologie, die einen ausgeklügelten Algorithmus verwendet, um das rotierende Magnetfeld des Stators zu steuern.Anpassung der Strömung durch zwei orthogonale Komponenten und präzise Bestimmung des verfügbaren Drehmoments des Motors.
Moderne Handstaubsauger verwenden typischerweise BLDC-Motoren, die innen rotierende Magnetfelder erzeugen.während Permanentmagnete auf dem Rotor montiert sind, die sich nach dem von den Statorspulen erzeugten periodischen Magnetfeld dreht. Der Strom wird durch eine externe elektronische Motorsteuerung präzise an die Statorspulen geleitet,die eine variable Drehzahl ermöglichen.
Der PAC5225-Chip von Qorvo, Teil der Qorvo Power Application Controller (PAC) -Serie, ist der Kern dieses Staubsaugerdesigns.Dieses hochintegrierte System-on-Chip (SoC) bietet eine umfassende Funktionalität für den Aufbau eines einfachenDas Konstruktionsbrett integriert ein Leistungsmanagementsystem, eine 50MHz 32-Bit ARM Cortex-M0 Mikrocontroller-Einheit (MCU), Gate-Treiber, Betriebsverstärker,Komparatoren und andere Hilfskomponenten.
Die Erreichung außergewöhnlicher Motorgeschwindigkeiten war ein Schlüsselfaktor bei der Konzeption dieses Projekts, mit dem Ziel, die Leistungsniveaus der Standardstaubsauger deutlich zu übertreffen.Zur Erreichung von mechanischen Geschwindigkeiten bis 150Bei einer Drehzahl von mehr als 1000 U/min war eine präzise Koordination zwischen dem von der ARM Cortex M0 MCU gesteuerten Analog-Digital-Wandler (ADC) und dem Pulsbreitenmodulator (PWM) erforderlich.
Die Saugleistung eines Staubsauger wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst, darunter das Kanalvolumen der verschiedenen Anbaugruppen, die Batterieniveau, Verstopfungen durch Fremdkörper und die Filtersättigung.Unter diesen wechselhaften Bedingungen, ist die Aufrechterhaltung einer konstanten Leistung für die Maximierung der Saugleistung von entscheidender Bedeutung.
Um einen reibungslosen, schnellen Start zu gewährleisten, benötigt der Startalgorithmus des Motors Rotor-Positionsinformationen.mit dem der Anlaufalgorithmus die Rotorposition berechnet.
Die Integration aller Motorsteuerungsfunktionen in einen einzigen Qorvo PAC-Motorsteuerungschip war der Schlüssel zu einem kostengünstigen Produktdesign.Das Design reduziert die Kosten für die Materialienrechnung (BOM) und minimiert gleichzeitig die Wartungsanforderungen und verlängert die Lebensdauer des Produkts.
Die von Qorvo entwickelten fortschrittlichen Algorithmen ermöglichen zahlreiche komplexe Motorsteuerungsfunktionen durch die vorhandene SoC-Hardware.Die Konstruktion implementiert eine sensorlose FOC-Steuerung mittels eines einzigen Stromempfindungswiderstands., wodurch die Notwendigkeit von drei Probenahmewiderständen wie in vielen früheren Konstruktionen beseitigt wird.
