تُمكّن لوحات دوائر تشغيل المحركات (PCBs) التحكم الدقيق في الحركة عبر الروبوتات، أتمتة المصانع، أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، الأجهزة الاستهلاكية، والآلات الصناعية التي تطبق عاكسات ثلاثية الأطوار لمحركات BLDC، التحكم في المحركات السائر، محركات السيرفو، ووحدات التحكم في محركات التيار المستمر التي تتعامل مع تيارات تتراوح من 1 أمبير (للمشغلات الصغيرة) إلى أكثر من 100 أمبير (للمحركات الصناعية) بترددات تبديل تتراوح من 4 إلى 50 كيلو هرتز، مما يتطلب إدارة حرارية قوية، ودمج واجهة المشفر، ودوائر حماية تضمن التشغيل الموثوق به عبر ملايين دورات بدء وإيقاف المحرك.
في APTPCB، نقوم بتصنيع لوحات دوائر تشغيل المحركات (PCBs) بخبرة في التحكم الصناعي، مطبقين مراحل طاقة محسّنة، ودوائر قيادة البوابة، وواجهات تحكم. تدعم قدراتنا محركات التيار المستمر بدون فرش، والمحركات السائر، والسيرفو، ومحركات التيار المستمر عبر نطاقات جهد تتراوح من 12 فولت (للمستهلك) إلى 800 فولت (للمحركات الصناعية) مع اختبار وظيفي شامل يتحقق من أداء التحكم في المحرك.
تطبيق مراحل طاقة ثلاثية الأطوار عالية التيار
تتطلب مشغلات محركات BLDC جسور عاكس ثلاثية الأطوار توفر تيارات متعددة الأمبيرات لملفات المحرك مع تحكم دقيق في التوقيت لتحقيق تبديل فعال، وتوصيل عزم دوران سلس، وضوضاء صوتية ضئيلة. يجب أن يتعامل تصميم مرحلة الطاقة مع التيارات المستمرة والذروة، ويدير التبديد الحراري، ويوفر الحماية ضد التيار الزائد، والجهد الزائد، وأعطال التوصيل المباشر (shoot-through).
في APTPCB، تنفذ عمليات التصنيع لدينا مراحل طاقة قوية تدعم تشغيل المحرك الموثوق به.
المتطلبات الرئيسية لمرحلة الطاقة
تكامل أشباه الموصلات للطاقة
- اختيار MOSFET أو IGBT بناءً على متطلبات الجهد والتيار، مع تطبيقات الطائرات بدون طيار UAV التي تتطلب تصميمات مدمجة عالية الأداء
- تكوين جسر ثلاثي الأطوار بستة مفاتيح يتيح التحكم ثنائي الاتجاه في التيار
- تركيب الأجهزة المتوازية لتطبيقات التيار العالي لتوزيع الأحمال الحرارية
- تحسين تشغيل البوابة لتحقيق تبديل سريع مع منع التوصيل المباشر (shoot-through)
- استشعار التيار باستخدام مقاومات التحويل (shunt resistors) أو مستشعرات هول (Hall sensors) لتوفير التغذية الراجعة
- تصميم الواجهة الحرارية للحفاظ على درجات حرارة الوصلة ضمن المواصفات
تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) والحرارة
- هيكل نحاسي ثقيل (3-6 أوقية) يتعامل مع تيارات طور المحرك المستمرة
- مسارات واسعة في توزيع الطاقة لتقليل الفاقد المقاوم وانخفاضات الجهد
- مصفوفات الفتحات الحرارية (Thermal via arrays) لنقل الحرارة من أشباه الموصلات إلى المشتتات الحرارية
- وضع المكونات الذي يحسن التوزيع الحراري وأنماط تدفق الهواء
- تكديس متعدد الطبقات مع مستويات طاقة توزع التيار بكفاءة
- محاكاة حرارية تتحقق من درجات الحرارة عبر ظروف التشغيل
دمج واجهات المشفر ومستشعر هول
تتيح التغذية الراجعة لموضع المحرك باستخدام المشفرات أو مستشعرات هول أو المحولات الدوارة (resolvers) التحكم في الحلقة المغلقة، مما يوفر تنظيمًا دقيقًا للسرعة، وتحكمًا في الموضع، وإدارة عزم الدوران. يجب أن توفر دوائر الواجهة إثارة مناسبة للمستشعر، وتكييف الإشارة، وتصفية الضوضاء لضمان قياس دقيق للموضع على الرغم من التداخل الكهرومغناطيسي الناتج عن تبديل المحرك والبيئات الصناعية.
تقوم APTPCB بتصنيع مشغلات المحركات المزودة بدوائر واجهة مستشعر معتمدة.
تنفيذ الواجهة الرئيسية
دمج مستشعر هول
- إثارة المستشعر بجهد 5 فولت أو 12 فولت مع تحديد التيار لحماية المستشعرات
- تكييف الإدخال الرقمي باستخدام مشغلات شميت (Schmitt triggers) لتوفير مناعة ضد الضوضاء
- منطق التبديل الذي يولد تسلسلات تبديل مناسبة من حالات هول
- اكتشاف أعطال المستشعر لتحديد وصلات هول المفتوحة أو القصيرة
- تصميم لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) لفصل دوائر المستشعر عن مرحلة الطاقة الصاخبة
- التحقق من الاختبار الذي يؤكد التشغيل الصحيح لمستشعر هول عبر الظروف المختلفة
دوائر واجهة المشفر
- دوائر استقبال تفاضلية (RS-422, RS-485) للمشفرات التزايدية
- مقاومات الرفع (pull-up resistors) والتصفية لمخرجات المشفر أحادية الطرف
- التقاط إدخال عالي السرعة (>1 ميجاهرتز) لتتبع الموضع بأقصى سرعات المحرك
- الكشف عن نبضة الفهرس لتمكين مرجع الموضع المطلق
- تنظيم إمداد المشفر لتوفير طاقة 5 فولت نظيفة للمشفر
- حماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) على مدخلات المشفر لمنع التلف الناتج عن التفريغ الساكن
توفير حماية وتشخيص المحرك
تتطلب مشغلات المحركات حماية شاملة تمنع التلف الناتج عن التيار الزائد (الدوار المتوقف، الحمل الزائد)، والجهد الزائد (الكبح التجديدي، عابرات الإمداد)، والجهد المنخفض (ظروف انقطاع جزئي للتيار)، ودرجة الحرارة الزائدة (تبريد غير كافٍ، الظروف البيئية القاسية). يجب أن تستجيب عملية تنفيذ الحماية في غضون ميكروثانية أثناء الأعطال مع تجنب الرحلات الخاطئة أثناء الظروف العابرة العادية.
تطبق APTPCB حماية محرك متعددة الطبقات لضمان التشغيل الآمن.
ميزات الحماية الرئيسية
الكشف عن التيار الزائد والتوقف
- مراقبة تيار الطور للكشف عن ظروف التيار الزائد في غضون ميكروثانية
- الكشف عن التوقف لتحديد الدوار المتوقف أو ظروف الحمل الزائد
- تحديد التيار لتقليل جهد القيادة أثناء الحمل الزائد المستمر
- حماية I²t لدمج التيار بمرور الوقت لمنع التلف الحراري
- إيقاف تشغيل الأجهزة بسبب التيار الزائد لتوفير حماية احتياطية
- تقارير التشخيص لإبلاغ وحدة التحكم بالنظام بظروف الأعطال
مراقبة درجة الحرارة
- استشعار درجة حرارة المشتت الحراري لتمكين خفض القدرة الحرارية والإغلاق
- مدخل الثرمستور للمحرك لمراقبة درجات حرارة اللفائف في المحركات المجهزة
- قياس درجة الحرارة المحيطة لتعويض معلمات التحكم
- تقدير النموذج الحراري للتنبؤ بدرجات حرارة أشباه الموصلات
- تخفيض تدريجي للقدرة يقلل التيار عند درجات الحرارة المرتفعة
- حماية من السخونة الزائدة تغلق النظام قبل حدوث الضرر
دعم تطبيقات المحركات المتنوعة
تخدم مشغلات المحركات تطبيقات تشمل الأتمتة الصناعية (الناقلات، المضخات، المراوح)، والروبوتات (المناورات، الروبوتات المتنقلة، الطائرات بدون طيار)، وتكييف الهواء والتدفئة والتهوية (الضواغط، المنافيخ)، والمنتجات الاستهلاكية (الأجهزة المنزلية، الأدوات الكهربائية)، والسيارات (نظام التوجيه الكهربائي، تكييف الهواء والتدفئة والتهوية، المشغلات) التي تتطلب تحسينات خاصة بالتطبيق في خوارزميات التحكم، والواجهات، والتصنيفات البيئية، والشهادات.
توفر APTPCB تصنيعًا مرنًا يدعم تطبيقات التحكم في المحركات المتنوعة.
متطلبات التطبيق الرئيسية
الأتمتة الصناعية
- هيكل متين يتحمل بيئات المصانع (-40 إلى +70 درجة مئوية)
- واجهات اتصال (EtherCAT, CANopen, Modbus) لشبكات المصانع
- أوضاع التحكم في الموضع والسرعة التي تدعم احتياجات الأتمتة المتنوعة
- تركيب على سكة DIN أو هيكل للخزانات الصناعية
- موثوقية عالية (>100,000 ساعة MTBF) لتقليل الصيانة
- شهادات صناعية (CE, UL508) لتمكين التركيبات العالمية
الروبوتات والمنتجات الاستهلاكية
- حجم صغير ووزن خفيف للتطبيقات ذات المساحة المحدودة
- تشغيل بالبطارية يدعم المنصات المحمولة والمتنقلة
- تشغيل فعال يزيد من وقت التشغيل من سعة البطارية المحدودة
- خيارات التحكم بدون حساسات لتقليل التكلفة والتعقيد
- ميزات السلامة (إيقاف عزم الدوران الآمن) التي تلبي متطلبات الروبوتات التعاونية
- تحسين التكلفة لتحقيق أسعار تنافسية للمستهلكين والروبوتات
من خلال التصميمات المحسّنة للتطبيقات والتصنيع المرن المنسق مع خبرة صناعة الروبوتات، تمكّن APTPCB مصنعي مشغلات المحركات من خدمة أسواق التحكم في الحركة المتنوعة في جميع أنحاء العالم.
تمكين تنفيذ خوارزميات التحكم
تطبق مشغلات المحركات الحديثة خوارزميات تحكم متطورة بما في ذلك التبديل سداسي الخطوات، والتحكم الموجه بالمجال الجيبي (FOC)، والتحكم بدون حساسات باستخدام استشعار القوة الدافعة الكهربائية العكسية (back-EMF)، وميزات متقدمة مثل مقاومة التروس، وتقليل الضوضاء الصوتية، والتحكم التكيفي. يتطلب التنفيذ وحدات تحكم دقيقة عالية الأداء أو معالجات إشارة رقمية (DSPs) تنفذ حلقات التحكم بتردد 10-50 كيلو هرتز أثناء التفاعل مع مرحلة الطاقة، وأجهزة الاستشعار، ووحدة التحكم في النظام.
تدعم APTPCB إلكترونيات التحكم في المحركات بعمليات تجميع معتمدة.
تكامل التحكم
منصة المتحكم الدقيق
- ARM Cortex-M4/M7 أو وحدات تحكم دقيقة مخصصة للتحكم في المحركات توفر إمكانية معالجة الإشارة الرقمية (DSP)
- مخرجات PWM عالية الدقة (مؤقتات 200 ميجاهرتز+) تحقق تبديلاً دقيقًا
- مدخلات ADC سريعة (1-2 ميجاسامبل في الثانية) لأخذ عينات تيارات الطور للتحكم الموجه بالمجال (FOC)
- التقاط مدخلات المشفر وواجهات مستشعر هول لتغذية الارتجاع الموضعي
- الأجهزة الطرفية للاتصال (CAN, UART, SPI, I2C) لتكامل النظام
- دعم تطوير البرامج الثابتة لتمكين خوارزميات التحكم الخاصة بالعميل
تصميم لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) للتحكم
- سلامة الإشارة التناظرية للحفاظ على دقة القياس لاستشعار التيار/الجهد
- تأريض مناسب يفصل أرضي الطاقة الصاخب عن أرضي الإشارة التناظرية الحساس
- فصل وتصفية تمنع ضوضاء التبديل من إفساد القياسات
- تصميم مذبذب الكوارتز لضمان توقيت مستقر لخوارزميات التحكم
- الوصول إلى واجهة التصحيح لتمكين التطوير واستكشاف الأخطاء وإصلاحها في الميدان
- دعم التصنيع بما في ذلك البرمجة وتطوير الاختبارات الوظيفية
تقديم تصنيع فعال من حيث التكلفة
يجب أن يوازن تصنيع مشغلات المحركات بين الأداء والموثوقية والتكلفة لتلبية متطلبات السوق التنافسية عبر تطبيقات المستهلك والصناعة والسيارات. يتيح تحسين التصنيع من خلال الأتمتة وكفاءة الاختبار وإدارة سلسلة التوريد تسعيرًا تنافسيًا مع الحفاظ على معايير الجودة.
تقدم APTPCB تصنيع مشغلات المحركات بتكلفة فعالة.
تميز التصنيع
قدرات الإنتاج
- التجميع والاختبار الآلي لزيادة الإنتاجية والاتساق
- اختبار حمل المحرك للتحقق من أداء المشغل باستخدام محركات فعلية
- اختبار التيار والحرارة لتأكيد المواصفات في ظل الظروف المقدرة
- التحقق من واجهة الاتصال للتحقق من واجهات التشفير (encoder) وهول (Hall) والشبكة
- التحكم الإحصائي في العمليات لمراقبة اتجاهات الجودة وتمكين التحسين
- التصنيع بكميات كبيرة لدعم برامج المستهلكين والسيارات ذات الحجم الكبير
من خلال التصنيع الأمثل، والاختبار الشامل، وإدارة الجودة المنسقة مع معايير معدات الاتصالات، تمكّن APTPCB مصنعي مشغلات المحركات من نشر حلول تحكم موثوقة في الحركة على مستوى العالم.