Fabricant de PCB de pilote de moteur | Production d'électronique de contrôle de mouvement

Les PCB de contrôleur de moteur permettent un contrôle de mouvement précis dans la robotique, l'automatisation industrielle, les systèmes CVC, les appareils électroménagers et les machines industrielles, en mettant en œuvre des onduleurs triphasés pour les moteurs BLDC, le contrôle de moteurs pas à pas, les servocommandes et les contrôleurs de moteurs à courant continu gérant des courants de 1A (petits actionneurs) à plus de 100A (entraînements industriels) avec des fréquences de commutation de 4 à 50 kHz, nécessitant une gestion thermique robuste, l'intégration d'interfaces d'encodeur et des circuits de protection assurant un fonctionnement fiable sur des millions de cycles de démarrage-arrêt du moteur.

Chez APTPCB, nous fabriquons des PCB de contrôleur de moteur avec une expertise en contrôle industriel, en mettant en œuvre des étages de puissance optimisés, des circuits de commande de grille et des interfaces de contrôle. Nos capacités prennent en charge les moteurs BLDC, pas à pas, servo et à courant continu sur des plages de tension allant de 12V (consommateur) à 800V (entraînements industriels) avec des tests fonctionnels complets validant les performances de contrôle du moteur.

Mise en œuvre d'étages de puissance triphasés à courant élevé

Les pilotes de moteur BLDC nécessitent des ponts onduleurs triphasés délivrant des courants de plusieurs ampères aux enroulements du moteur avec un contrôle de synchronisation précis, permettant une commutation efficace, une délivrance de couple fluide et un bruit acoustique minimal. La conception de l'étage de puissance doit gérer les courants continus et de pointe, gérer la dissipation thermique et offrir une protection contre les surintensités, les surtensions et les défaillances par court-circuit (shoot-through).

Chez APTPCB, notre fabrication met en œuvre des étages de puissance robustes supportant un fonctionnement fiable du moteur.

Exigences Clés de l'Étage de Puissance

Intégration des Semi-conducteurs de Puissance

Sélection de MOSFET ou IGBT basée sur les exigences de tension et de courant, les applications de drones UAV nécessitant des conceptions compactes et performantes
Configuration de pont triphasé à six interrupteurs permettant un contrôle bidirectionnel du courant
Montage parallèle des dispositifs pour les applications à courant élevé distribuant les charges thermiques
Optimisation de la commande de grille permettant une commutation rapide tout en prévenant les courts-circuits (shoot-through)
Détection de courant utilisant des résistances shunt ou des capteurs à effet Hall fournissant un retour d'information
Conception de l'interface thermique maintenant les températures de jonction dans les spécifications

Disposition du PCB et Thermique

Construction en cuivre épais (3-6oz) gérant les courants de phase moteur continus
Traces larges dans la distribution de puissance minimisant les pertes résistives et les chutes de tension
Réseaux de vias thermiques transférant la chaleur des semi-conducteurs aux dissipateurs thermiques
Placement des composants optimisant la distribution thermique et les flux d'air
Empilement multicouche avec des plans d'alimentation distribuant le courant efficacement
Simulation thermique validant les températures dans toutes les conditions de fonctionnement

Intégration des interfaces d'encodeur et de capteur Hall

Le retour de position du moteur utilisant des encodeurs, des capteurs Hall ou des résolveurs permet un contrôle en boucle fermée offrant une régulation précise de la vitesse, un contrôle de position et une gestion du couple. Les circuits d'interface doivent fournir une excitation de capteur appropriée, un conditionnement du signal et un filtrage du bruit, garantissant une mesure de position précise malgré les interférences électromagnétiques provenant de la commutation du moteur et des environnements industriels.

APTPCB fabrique des pilotes de moteur avec des circuits d'interface de capteur validés.

Implémentation clé de l'interface

Intégration du capteur Hall

Excitation du capteur 5V ou 12V avec limitation de courant protégeant les capteurs
Conditionnement d'entrée numérique avec des déclencheurs de Schmitt offrant une immunité au bruit
Logique de commutation générant des séquences de commutation appropriées à partir des états Hall
Détection de défaut de capteur identifiant les connexions Hall ouvertes ou court-circuitées
Disposition du PCB séparant les circuits de capteur de l'étage de puissance bruyant
Validation par test confirmant le bon fonctionnement du capteur Hall dans toutes les conditions

Circuits d'interface d'encodeur

Circuits récepteurs différentiels (RS-422, RS-485) pour les encodeurs incrémentaux
Résistances de tirage (pull-up) et filtrage pour les sorties d'encodeur asymétriques (single-ended)
Capture d'entrée haute vitesse (>1MHz) pour le suivi de position aux vitesses maximales du moteur
Détection d'impulsions d'index permettant une référence de position absolue
Régulation de l'alimentation de l'encodeur fournissant une alimentation 5V propre à l'encodeur
Protection ESD sur les entrées de l'encodeur prévenant les dommages dus aux décharges statiques

Carte de circuit imprimé du pilote de moteur

Fournir une protection et un diagnostic du moteur

Les pilotes de moteur nécessitent une protection complète pour prévenir les dommages dus à la surintensité (rotor bloqué, surcharge), à la surtension (freinage régénératif, transitoires d'alimentation), à la sous-tension (conditions de sous-tension) et à la surchauffe (refroidissement insuffisant, conditions ambiantes extrêmes). L'implémentation de la protection doit réagir en quelques microsecondes lors des défauts tout en évitant les déclenchements intempestifs pendant les conditions transitoires normales.

APTPCB met en œuvre une protection moteur multicouche assurant un fonctionnement sûr.

Caractéristiques clés de protection

Détection de surintensité et de blocage

Surveillance du courant de phase détectant les conditions de surintensité en quelques microsecondes
Détection de blocage identifiant un rotor bloqué ou des conditions de charge excessive
Limitation de courant réduisant la tension d'entraînement lors d'une surcharge prolongée
Protection I²t intégrant le courant sur le temps pour prévenir les dommages thermiques
Arrêt de surintensité matériel offrant une protection de secours
Rapports de diagnostic communiquant les conditions de défaut au contrôleur du système

Surveillance de la température

Détection de la température du dissipateur thermique permettant le déclassement thermique et l'arrêt
Entrée thermistance moteur surveillant les températures d'enroulement dans les moteurs équipés
Mesure de la température ambiante compensant les paramètres de contrôle
Estimation du modèle thermique prédisant les températures des semi-conducteurs
Réduction progressive de la puissance diminuant le courant à des températures élevées
Protection contre la surchauffe s'arrêtant avant que des dommages ne surviennent

Prise en charge de diverses applications de moteurs

Les contrôleurs de moteur sont utilisés dans des applications telles que l'automatisation industrielle (convoyeurs, pompes, ventilateurs), la robotique (manipulateurs, robots mobiles, drones), le CVC (compresseurs, soufflantes), les produits de consommation (appareils électroménagers, outils électriques) et l'automobile (EPS, CVC, actionneurs), nécessitant des optimisations spécifiques à l'application en matière d'algorithmes de contrôle, d'interfaces, de classifications environnementales et de certifications.

APTPCB offre une fabrication flexible prenant en charge diverses applications de contrôle moteur.

Exigences clés des applications

Automatisation industrielle

Construction robuste résistant aux environnements d'usine (-40 à +70°C)
Interfaces de communication (EtherCAT, CANopen, Modbus) pour les réseaux d'usine
Modes de contrôle de position et de vitesse prenant en charge divers besoins d'automatisation
Montage sur rail DIN ou châssis pour les boîtiers industriels
Haute fiabilité (>100 000 heures MTBF) minimisant la maintenance
Certifications industrielles (CE, UL508) permettant des installations mondiales

Robotique et produits de consommation

Taille compacte et poids léger pour les applications à espace contraint
Fonctionnement sur batterie prenant en charge les plateformes portables et mobiles
Fonctionnement efficace maximisant l'autonomie à partir d'une capacité de batterie limitée

Options de contrôle sans capteur réduisant les coûts et la complexité
Fonctionnalités de sécurité (arrêt de couple sûr) répondant aux exigences des robots collaboratifs
Optimisation des coûts permettant des prix compétitifs pour les consommateurs et la robotique

Grâce à des conceptions optimisées pour les applications et une fabrication flexible coordonnée avec l'expertise de l'industrie de la robotique, APTPCB permet aux fabricants de contrôleurs de moteur de servir divers marchés de contrôle de mouvement dans le monde entier.

PCBA de contrôleur de moteur

Permettre l'implémentation d'algorithmes de contrôle

Les contrôleurs de moteur modernes implémentent des algorithmes de contrôle sophistiqués, y compris la commutation à six pas, le FOC sinusoïdal (contrôle orienté champ), le contrôle sans capteur utilisant la détection de la force contre-électromotrice, et des fonctionnalités avancées comme l'anti-crantage, la réduction du bruit acoustique et le contrôle adaptatif. L'implémentation nécessite des microcontrôleurs ou des DSP haute performance exécutant des boucles de contrôle à 10-50 kHz tout en s'interfaçant avec l'étage de puissance, les capteurs et le contrôleur système.

APTPCB prend en charge l'électronique de contrôle moteur avec des processus d'assemblage validés.

Intégration du contrôle

Plateforme de microcontrôleur

ARM Cortex-M4/M7 ou MCUs de contrôle moteur dédiés offrant des capacités DSP
Sorties PWM haute résolution (timers 200MHz+) permettant une commutation précise
Entrées ADC rapides (1-2MSPS) échantillonnant les courants de phase pour le FOC
Capture d'entrée d'encodeur et interfaces de capteur Hall pour le retour de position

Périphériques de communication (CAN, UART, SPI, I2C) pour l'intégration système
Support au développement de firmware permettant des algorithmes de contrôle spécifiques au client

Conception de PCB pour le contrôle

Intégrité du signal analogique maintenant la précision de mesure pour la détection de courant/tension
Mise à la terre appropriée séparant la masse d'alimentation bruyante de la masse analogique sensible
Découplage et filtrage empêchant le bruit de commutation de corrompre les mesures
Disposition de l'oscillateur à quartz assurant une synchronisation stable pour les algorithmes de contrôle
Accès à l'interface de débogage permettant le développement et le dépannage sur le terrain
Support de fabrication incluant la programmation et le développement de tests fonctionnels

Fournir une fabrication rentable

La fabrication de pilotes de moteur doit équilibrer performance, fiabilité et coût pour répondre aux exigences du marché concurrentiel dans les applications grand public, industrielles et automobiles. L'optimisation de la fabrication par l'automatisation, l'efficacité des tests et la gestion de la chaîne d'approvisionnement permet une tarification compétitive tout en maintenant les normes de qualité.

APTPCB assure une fabrication rentable de pilotes de moteur.

Excellence en fabrication

Capacités de production

Assemblage et tests automatisés maximisant le débit et la cohérence
Tests de charge moteur validant les performances du pilote avec des moteurs réels
Tests de courant et thermiques confirmant les spécifications dans des conditions nominales
Validation de l'interface de communication vérifiant les interfaces d'encodeur, de Hall et de réseau
Contrôle statistique des processus surveillant les tendances de qualité permettant l'amélioration
Fabrication en volume supportant les programmes grand public et automobiles à fort volume

Grâce à une fabrication optimisée, des tests complets et une gestion de la qualité coordonnée avec les normes des équipements de communication, APTPCB permet aux fabricants de pilotes de moteur de déployer des solutions de contrôle de mouvement fiables à l'échelle mondiale.