Dengan semakin mendalamnya perkembangan elektrifikasi dan kecerdasan kenderaan bermotor, motor telah menjadi komponen kuasa dan kawalan utama dalam kenderaan. Motor digunakan secara meluas dalam sistem pemacuan (motor penarik kenderaan tenaga baharu), aplikasi kawalan badan kenderaan (motor butang belakang bertenaga, motor tingkap, motor pelarasan tempat duduk), dan sistem bantu (motor kipas penyejukan, motor stereng bertenaga). Sebagai unit utama yang mengawal permulaan/hentian, kelajuan, dan arah motor, sistem pemacuan motor automotif mesti memberikan output kuasa yang cekap, stabil, dan boleh dipercayai di bawah keadaan keras di dalam kenderaan seperti suhu tinggi, getaran, gangguan elektromagnetik (EMI) yang kuat, dan ayunan voltan yang luas. Sebagai komponen pasif utama dalam sistem pemacuan motor, induktor menjalankan fungsi-fungsi utama seperti penyimpanan tenaga, penapisan, penghadangan arus, dan penekanan lonjakan arus. Pemilihan induktor secara langsung menentukan kecekapan penukaran, kestabilan operasi, keserasian elektromagnetik (EMC), dan jangka hayat.
Fungsi utama sistem pemacu motor automotif adalah menerima arahan daripada unit kawalan kenderaan (VCU) atau unit kawalan tempatan, menukar tenaga elektrik daripada bekalan kuasa di dalam kenderaan kepada tenaga mekanikal, serta memacu motor untuk mencapai permulaan/henti yang tepat, pengawalan kelajuan, dan pengawalan arah hadapan/undur. Pada masa yang sama, sistem ini menggunakan isyarat suap balik arus dan kelajuan untuk melaksanakan kawalan gelung tertutup dan memastikan operasi motor yang lancar dan selamat. Litar ini biasanya terdiri daripada modul pengurusan kuasa, modul kawalan MCU, modul pemacu kuasa, modul pengesanan arus/kelajuan, dan modul penapis EMI.
Rajah 1. Gambarajah blok sistem pemacu motor kenderaan tenaga baharu
Peranti lain yang dipasang pada kenderaan; Bateri kuasa; Kotak kawalan voltan tinggi; DC voltan tinggi P/N; VCU; Bateri voltan rendah; Relai kawalan; Fius; Motor pemacu (DM); Talian kuasa tiga fasa U/V/W; Talian isyarat (resolver, suhu); Pengawal motor (MCU); Pam air; Cecair penyejuk; Radiator.
Pemacu motor automotif biasanya menggunakan kawalan PWM (modulasi lebar denyut). Dengan menghidupkan dan mematikan peranti kuasa (MOSFET/IGBT), voltan dan arus keluaran dikawal untuk mengawal kelajuan dan tork motor. Induktor memainkan peranan utama dalam gelung pemacu kuasa, terutamanya dalam cara berikut:
Menekan puncak arus: Apabila motor bermula atau berhenti, mengubah kelajuan, atau apabila peranti kuasa beralih, lonjakan arus seketika dihasilkan. Lonjakan ini boleh memberi tekanan kepada peranti kuasa (MOSFET/IGBT) dan cip pemacu, dan malah boleh merosakkan komponen tersebut. Induktor menghadkan kadar perubahan arus (di/dt) melalui reaktans induktifnya, secara berkesan menekan lonjakan arus, melindungi peranti utama dalam gelung pemacu, serta memperpanjang jangka hayat komponen.
Meratakan arus motor: Kawalan PWM menyebabkan arus output berayun. Jika arus ini dihantar terus ke motor, ia boleh mengakibatkan peningkatan getaran, hingar yang lebih tinggi, dan kehilangan lebih besar dalam lilitan. Dengan menyimpan dan melepaskan tenaga secara berterusan, induktor meratakan ayunan arus dan menjadikan arus input motor lebih stabil, seterusnya meningkatkan kestabilan operasi.
Bekalan kuasa dalam sistem pemanduan motor automotif dibahagikan kepada dua kategori: bekalan kuasa voltan rendah di atas kenderaan (12 V/24 V) untuk modul kawalan dan cip pemandu, serta bekalan kuasa voltan tinggi dalam kenderaan tenaga baharu untuk modul pemanduan kuasa. Induktor memainkan peranan utama berikut dalam pengurusan kuasa dan penapisan:
Penukaran DC-DC: Dalam litar bekalan voltan rendah, penukar turun DC-DC diperlukan untuk menukar voltan 12 V/24 V di atas kenderaan kepada aras 5 V dan 3.3 V yang diperlukan oleh MCU dan sensor. Sebagai elemen penyimpan tenaga utama dalam litar DC-DC, induktor menyimpan dan melepaskan tenaga, mengekalkan kestabilan voltan keluaran, serta mengelakkan fluktuasi voltan daripada menjejaskan operasi normal modul kawalan.
Penekanan EMI: Apabila sistem pemacu motor beroperasi, pensuisan peranti kuasa menghasilkan gangguan berfrekuensi tinggi. Gangguan ini boleh dihantar melalui talian kuasa kepada sistem elektronik lain di dalam kenderaan, seperti sistem navigasi atau radio, yang seterusnya mengganggu operasi normalnya. Penghalang mod sepunya (common mode chokes), bersama dengan kapasitor X dan Y, membentuk litar penapis EMI yang mengeluarkan gangguan berfrekuensi tinggi daripada talian kuasa, menekan sinaran elektromagnetik, serta mengurangkan kesan gangguan luaran terhadap sistem pemacu motor.
2. Keperluan induktor untuk sistem pemacu motor automotif
Sistem pemanduan motor automotif kerap dipasang dalam persekitaran yang keras seperti ruang enjin dan kawasan sasis, di mana sistem ini terdedah kepada suhu tinggi dan kelembapan tinggi, getaran frekuensi tinggi, serta gangguan elektromagnetik yang kuat dalam jangka masa yang panjang. Sistem ini mesti memenuhi keperluan ketahanan tahap automotif dan mampu menyesuaikan diri dengan pelbagai ayunan voltan yang luas serta lompatan arus tinggi, yang menetapkan keperluan ketat terhadap prestasi, struktur, dan ketahanan induktor.
3. Penyelesaian induktor CODACA untuk sistem pemacu motor
1. Induktor Kuasa Arus Tinggi Bermutu Automotif
Dalam sistem pemacu motor, induktor kuasa arus tinggi terutamanya digunakan dalam penukar DC-DC dan litar penapisan. Induktor kuasa arus tinggi bertaraf automotif CODACA menawarkan kehilangan rendah dan arus tepu yang tinggi, dengan arus tepu sehingga 422 A dan julat suhu operasi dari -55°C hingga +155°C, menjadikannya sesuai untuk persekitaran elektronik automotif yang kompleks.
2. Penggalak Kuasa Molding Bertaraf Automotif
Penggalak kuasa molding bertaraf automotif CODACA menggunakan bahan teras serbuk magnetik berkehilangan rendah dan teknologi elektrod inovatif untuk menyelesaikan cabaran teknikal seperti ketidakselarasan gegelung dan retakan produk semasa proses molding. Ia mengurangkan jumlah kehilangan induktor sebanyak lebih daripada 30%, menyokong suhu operasi sehingga 170°C, mencapai kecekapan kuasa sehingga 98%, serta secara berkesan meningkatkan kebolehpercayaan sistem pemacu motor dan kecekapan penukaran litar DC-DC.
3. Induktor Rod Bertaraf Automotif
CODACA mempunyai pasukan R&D yang berpengalaman yang mampu menyediakan dengan cepat penyelesaian induktor rod berkualiti automotif yang disesuaikan dengan ciri-ciri dan struktur berbeza berdasarkan keperluan pelanggan.
4. Komponen EMI
Penghalang mod sepunya, manik-manik, dan komponen magnetik lain banyak digunakan dalam sistem pemacu motor automotif dan litar penapis kuasa untuk menekan gangguan hingar pada talian isyarat dan talian kuasa.
EN