Depuis trois

L’industrie des véhicules électriques (VE) surfe sur une autre grande vague. Ces véhicules ne sont plus perçus comme une mode de consommation ; Les gouvernements exercent désormais des pressions pour une électrification généralisée des routes. Par exemple, le Royaume-Uni et la Californie rendront obligatoires les véhicules zéro émission d’ici 2035.

Afin de répondre à ces demandes, les EE optimisent les véhicules électriques, et en particulier les véhicules électriques hybrides légers (MHEV), pour qu'ils soient plus petits et plus légers afin de les rendre plus abordables.

Texas Instruments a résolu ce problème avec son tout dernier produit, un pilote de moteur 48 V hautement intégré destiné à réduire considérablement la surface du PCB. Nous avons discuté avec Kannan Soundarapandian, responsable de l'unité commerciale Motor Drives de TI, pour en savoir plus sur la nouvelle technologie.

La forme de moteur EV la plus populaire est sans doute le moteur à induction triphasé.

Un moteur triphasé est un type de moteur électrique composé de deux composants principaux : un rotor et un stator. Le rotor est la partie du moteur qui tourne réellement tandis que le stator est la partie du moteur qui fait tourner le rotor. Le stator lui-même est composé de trois paires de bobines uniformément espacées autour du rotor.

Le moteur est appelé « triphasé » car il est entraîné par trois sources de courant alternatif intentionnellement déphasées les unes par rapport aux autres, chacune étant appelée « phase ». Chacune des paires de bobines du stator est attachée à une phase et, en raison des différences de phase, elles génèrent un champ magnétique rotatif continu qui tourne autour du stator.

Ce champ magnétique changeant crée de manière inductive un courant mobile à l'intérieur du rotor, qui est en retard sur le champ du stator. Ce décalage crée une force de traction sur le rotor, provoquant la rotation qui déplace un véhicule électrique.

Bien que les moteurs triphasés offrent des rendements et des performances élevés pour les véhicules électriques, ils ne sont pas sans inconvénients. Comme l'explique Soundarapandian, pour faire fonctionner un moteur triphasé, le système nécessite trois ensembles individuels de pilotes de moteur et de circuits associés.

« Dans un système de commande de moteur typique, vous avez trois phases, vous devriez donc imaginer que ce (circuit) se répète trois fois. Et il y a beaucoup de composants", explique-t-il. "Il y a des circuits de commande, des résistances, des diodes, ainsi que certaines fonctions de sécurité qui sont généralement mises en œuvre en externe."

Répéter ce circuit trois fois augmente rapidement la nomenclature, le coût et la surface. De plus, tenter de maintenir l’intégrité du signal dans un environnement déjà bruyant devient encore plus difficile à mesure que le routage devient plus restreint.

La solution à ce problème, selon Texas Instruments, est une intégration plus poussée, réunissant tous les composants externes sur le circuit intégré du pilote. C'est exactement ce que l'entreprise a cherché à faire avec son nouveau produit, le DRV3255-Q1.

TI rapporte que ce produit est le premier pilote de moteur BLDC triphasé 48 V du secteur à intégrer une logique de court-circuit actif côté haut et côté bas, éliminant ainsi efficacement les transistors externes et la logique de contrôle nécessaires.

Sur ce qui rend l'appareil si spécial, Soundarapandian a souligné : « C'est cet aspect d'intégration dans lequel nous intégrons un grand nombre de composants externes. Il s'agit de la fourniture de puissance la plus soignée sur un système 48 V. »

Le nouveau circuit intégré réduirait la surface des PCB jusqu'à 30 % tout en étant capable de fournir jusqu'à 30 kW de puissance au moteur. Le dispositif est également évalué à 95 V, protégeant le circuit intégré des pics transitoires élevés sur le rail 48 V.

Conçu avec une fonction logique de court-circuit actif, le pilote de moteur BLDC permet aux concepteurs de mettre en œuvre des connexions MOSFET en fonction des exigences du système. Ceci, à son tour, peut aider à atténuer les surtensions et les pannes généralisées du système du moteur du véhicule et d’autres composants électriques. Le mode de court-circuit actif est automatiquement activé par la réponse dynamique aux défauts de l'appareil lorsqu'il est confronté à des conditions de surtension.

L'un des objectifs déclarés de cette version n'est pas seulement la sécurité qu'elle offre aux conducteurs des MHEV, mais également la réduction des émissions de CO2 du moteur à combustion interne du véhicule.