Qorvo melhora aspiradores sem fio com controle avançado do motor
Alguma vez imaginaram que um aspirador de pó compacto e sem fios poderia fornecer uma potência de sucção comparável a equipamentos profissionais?Motores elétricos outrora simples estão a ser revitalizados através de conceitos de design modernosDesde frigoríficos e computadores até máquinas de lavar roupa e aspiradores, os motores elétricos são onipresentes.Eles alimentam portas de garagem e ferramentas de jardim.
Olhando para trás para o início do século XX, os motores de indução AC simples e os motores DC escovados poderiam atender às necessidades básicas.A indústria não só satisfaz as exigências dos consumidores, dispositivos sem fio de longa duração, mas também tornando os aparelhos mais compactos, confiáveis e duráveis.
O mercado global de aspiradores atingiu US$ 9,2 bilhões em 2018 e continua a crescer fortemente.O mercado deverá expandir-se a uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 9Este crescimento é impulsionado principalmente pelo aumento do número de mulheres que trabalham e pelo aumento dos padrões de vida que criam novas expectativas dos consumidores.A atenção dos consumidores para a eficiência energética e as considerações ambientais nos aparelhos domésticos tornou-se um importante motor do mercado.
Neste projeto de colaboração, a equipe de design do aspirador e os engenheiros da Qorvo enfrentaram uma série de exigências.Precisavam de criar um aspirador sem fios que combinasse a poderosa sucção de velocidades de rotação ultra-altas com um leveA capacidade de sucção necessária excede significativamente a da maioria dos produtos portáteis tradicionais no mercado.
As especificações do cliente exigiam explicitamente um motor síncrono de ímã permanente (PMSM) com tecnologia de controle orientado a campo (FOC) para alcançar a funcionalidade de acionamento de frequência variável (VFD),satisfazer os requisitos de desempenho extremos do produto.
Qorvo e a equipa de projecto reconheceram que o produto final seria um aspirador sem fios de alto desempenho.Eles escolheram um motor PMSM de três fases com tecnologia de comutação de ondas senoidais para maximizar o desempenhoO núcleo do projeto está na tecnologia FOC, que utiliza um algoritmo sofisticado para controlar o campo magnético rotativo do estator.ajustando a geração de fluxo através de dois componentes ortogonais e determinando com precisão o binário disponível do motor.
Os aspiradores de pó portáteis modernos normalmente usam motores BLDC que geram campos magnéticos rotativos internamente.enquanto os ímãs permanentes estão montados no rotor, que gira de acordo com o campo magnético periódico gerado pelas bobinas do estator. A corrente é fornecida com precisão às bobinas do estator por um controlador electrónico externo do motor,permitindo velocidades variáveis.
O chip PAC5225 da Qorvo, parte da série Qorvo Power Application Controller (PAC), é o núcleo deste projeto de aspirador.Este sistema altamente integrado em chip (SoC) fornece uma funcionalidade abrangente para a construção de umA placa de projeto integra um sistema de gestão de energia, uma unidade de microcontrolador ARM Cortex-M0 de 32 bits de 50 MHz (MCU), controladores de portão, amplificadores operacionais,Comparadores e outros componentes auxiliares.
A realização de velocidades excepcionais do motor foi um parâmetro chave no projecto, com o objectivo de ultrapassar significativamente os níveis de desempenho dos aspiradores normais.Para atingir velocidades mecânicas de até 150No entanto, para a utilização de um sistema de transmissão de energia de alta frequência, a utilização de um sistema de transmissão de energia de alta frequência, com uma frequência de transmissão de energia superior a 1000 rpm, exigia uma coordenação precisa entre o conversor analógico-digital (ADC) controlado pelo MCU ARM Cortex M0 e o modulador de largura de pulso (PWM).
A potência de sucção de um aspirador é afetada por vários fatores, incluindo o volume do ducto de diferentes anexos, nível da bateria, bloqueios de objetos estranhos e saturação do filtro.Nestas condições variáveis, manter a potência de saída constante é crucial para maximizar a potência de sucção.
Para garantir uma arrancada rápida e suave, o algoritmo de arranque do motor precisa de informações sobre a posição do rotor.que o algoritmo de arranque utiliza para calcular a posição do rotor.
A integração de todas as funções de controlo do motor num único chip de controlo do motor Qorvo PAC foi fundamental para alcançar um projecto de produto rentável.O projeto reduziu os custos da conta de materiais (BOM), minimizando os requisitos de manutenção e prolongando a vida útil do produto.
Os algoritmos avançados desenvolvidos pela Qorvo permitem inúmeras funções complexas de controle de motor através do hardware SoC existente.O projeto implementa um controlo FOC sem sensor utilizando um método de resistência de detecção de corrente única, eliminando a necessidade de três resistores de amostragem, como exigido em muitos projetos anteriores.
