इलेक्ट्रिक साइकिल पीसीबी के लिए मोटर ड्राइव सर्किट असेंबली इलेक्ट्रिक साइकिल प्रदर्शन अपने पीसीबी-आधारित मोटर ड्राइव सर्किट की सटीकता और विश्वसनीयता पर टिका है। ये सिस्टम विविध सवारी स्थितियों के तहत सुरक्षा सुनिश्चित करते हुए बिजली वितरण, टॉर्क नियंत्रण और ऊर्जा दक्षता का प्रबंधन करते हैं। नीचे, हम तकनीकी घटकों और रणनीतियों का पता लगाते हैं जो आधुनिक मोटर ड्राइव असेंबली को परिभाषित करते हैं।
1। पावर स्टेज डिजाइन और ऊर्जा रूपांतरण
MOSFET/IGBT- आधारित एच-ब्रिज कॉन्फ़िगरेशन मोटर ड्राइव सर्किट का कोर उच्च-वोल्टेज MOSFETS या IGBTS का उपयोग करके निर्मित एक पूर्ण-पुल टोपोलॉजी है। यह व्यवस्था द्विदिश वर्तमान प्रवाह को सक्षम करती है, जिससे मोटर को आगे और रिवर्स दिशाओं दोनों में घूमने की अनुमति मिलती है-पुनर्योजी ब्रेकिंग और हिल-क्लाइम्बिंग सहायता के लिए आवश्यक। पीसीबी मार्ग स्विचिंग लॉस और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरफेरेंस (ईएमआई) को कम करने के लिए कम परजीवी इंडक्शन के साथ निशान हैं। गेट ड्राइवर पीसीबी में एकीकृत या असतत घटकों के रूप में MOSFET/IGBT सक्रियण समय पर सटीक नियंत्रण प्रदान करते हैं, जिससे चालन राज्यों के बीच चिकनी संक्रमण सुनिश्चित होता है।
डीसी-डीसी कनवर्टर एकीकरण वोल्टेज विनियमन के लिए नियंत्रक और सेंसर जैसे सहायक घटकों को स्थिर शक्ति की आपूर्ति करने के लिए, पीसीबी एक डीसी-डीसी कनवर्टर चरण को शामिल करता है। यह सर्किट सिंक्रोनस हिरन कन्वर्टर्स या पृथक फ्लाईबैक टोपोलॉजी का उपयोग करके बैटरी वोल्टेज (जैसे, 48V से 12V) को नीचे ले जाता है। MCU अलग-अलग भार के तहत विनियमन बनाए रखने के लिए PWM ड्यूटी चक्रों को समायोजित करते हुए, शंट प्रतिरोधों या हॉल-प्रभाव सेंसर के माध्यम से आउटपुट वोल्टेज और वर्तमान पर नज़र रखता है। कुछ डिजाइनों में सिस्टम इनिशियलाइज़ेशन के दौरान इनरश धाराओं को रोकने के लिए सॉफ्ट-स्टार्ट कार्यक्षमता शामिल है, जो बैटरी और डाउनस्ट्रीम इलेक्ट्रॉनिक्स दोनों की रक्षा करती है।
उच्च-शक्ति घटकों के लिए थर्मल प्रबंधन कुशल गर्मी अपव्यय उच्च धाराओं में काम करने वाले MOSFET/IGBTs के लिए महत्वपूर्ण है। पीसीबी थर्मल चालकता को बढ़ाने के लिए मोटी तांबे की परतों (जैसे, 2 ऑउंस या अधिक) का उपयोग करता है, जबकि थर्मल वीआईएएस हॉटस्पॉट से तांबे के विमानों या बाहरी हीटसिंक में गर्मी को स्थानांतरित करता है। बिजली उपकरणों के पास रखे गए तापमान सेंसर (जैसे, एनटीसी थर्मिस्टर्स) MCU को वास्तविक समय की प्रतिक्रिया प्रदान करते हैं, जो स्विचिंग आवृत्तियों को कम कर सकता है या यदि ओवरहीटिंग का पता चला है तो वर्तमान सीमाओं को कम कर सकता है। उन्नत लेआउट कॉम्पैक्ट डिजाइनों में निष्क्रिय शीतलन के लिए चरण-परिवर्तन सामग्री या एम्बेडेड हीट पाइप भी शामिल कर सकते हैं।
2। परिशुद्धता मोटर नियंत्रण एल्गोरिदम
फ़ील्ड-ओरिएंटेड कंट्रोल (FOC) कार्यान्वयन ब्रशलेस डीसी (BLDC) या स्थायी-मैग्नेट सिंक्रोनस मोटर्स (PMSM) के लिए कार्यान्वयन, PCB FOC को टॉर्क और फ्लक्स कंट्रोल को कम करने के लिए कार्य करता है, दक्षता और जवाबदेही में सुधार करता है। MCU DQ संदर्भ फ्रेम में इष्टतम वर्तमान वैक्टर की गणना करने के लिए हॉल सेंसर, एनकोडर, या सेंसर रहित अनुमानकों (जैसे, स्लाइडिंग-मोड पर्यवेक्षक) से रोटर स्थिति डेटा को संसाधित करता है। आनुपातिक-इंटीग्रल (पीआई) नियंत्रक गति या टॉर्क कमांड को ट्रैक करने के लिए वोल्टेज आउटपुट को समायोजित करते हैं, जबकि स्पेस-वेक्टर मॉड्यूलेशन (एसवीएम) चरण धाराओं में हार्मोनिक विरूपण को कम करता है। एसओपी विशेष रूप से ई-बाइक के लिए फायदेमंद है जिसमें खड़ी पहाड़ी की शुरुआत या चर ताल समर्थन की आवश्यकता होती है।
सेंसरलेस ऑपरेशन और स्टार्टअप रणनीतियाँ लागत और जटिलता को कम करने के लिए, कई पीसीबी बैक-ईएमएफ डिटेक्शन का उपयोग करके सेंसरलेस मोटर नियंत्रण का समर्थन करते हैं। स्टार्टअप के दौरान, एमसीयू रोटेशन शुरू करने के लिए एक पूर्वनिर्धारित ओपन-लूप अनुक्रम लागू करता है, फिर एक बार औसत दर्जे का ईएमएफ संकेतों का पता लगाने के बाद बंद-लूप नियंत्रण में संक्रमण का पता लगाया जाता है। कम गति वाले ऑपरेशन के लिए, उच्च-आवृत्ति इंजेक्शन (एचएफआई) जैसी तकनीकें सूक्ष्म वोल्टेज दालों को इंजेक्ट करके और वर्तमान प्रतिक्रियाओं का विश्लेषण करके स्थिति अनुमान सटीकता में सुधार करती हैं। पीसीबी में स्टैंडस्टिल पर मोटर अनियमितताओं की भरपाई के लिए एंटी-कोगिंग एल्गोरिदम भी शामिल हो सकते हैं, शून्य गति से चिकनी त्वरण सुनिश्चित करते हैं।
लोड विविधताओं के लिए डायनेमिक टॉर्क मुआवजा सवारी की स्थिति जैसे कि हेडविंड, खड़ी झुकाव, या अचानक स्टॉप में उतार -चढ़ाव टोक़ की मांगें पैदा होती हैं। पीसीबी का MCU लगातार चरण धाराओं की निगरानी करता है और टोक़ आउटपुट को गतिशील रूप से समायोजित करने के लिए गति प्रतिक्रिया को गति देता है। उदाहरण के लिए, यदि मोटर अप्रत्याशित रूप से धीमी हो जाती है (बढ़े हुए लोड का संकेत), तो नियंत्रक लक्ष्य गति को बनाए रखने के लिए आनुपातिक रूप से वर्तमान सीमा बढ़ाता है। इसके विपरीत, पुनर्योजी ब्रेकिंग के दौरान, सर्किट गतिज ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए चरण अनुक्रमों को उलट देता है, इसे वापस बैटरी में खिलाता है। कुछ सिस्टम इलाके में बदलाव और पूर्व-समायोजित टॉर्क सेटिंग्स का अनुमान लगाने के लिए जड़त्वीय माप इकाइयों (IMU) को एकीकृत करते हैं।
3। सुरक्षा और सुरक्षा तंत्र
ओवरक्रैक और शॉर्ट-सर्किट प्रोटेक्शन पीसीबी ओवरक्रेक्ट इवेंट्स का पता लगाने के लिए फास्ट-एक्टिंग करंट सेंसर (जैसे, ओपी-एम्पी एम्पलीफायरों के साथ शंट रेसिस्टर्स) को शामिल करता है। यदि चरण धाराएं सुरक्षित थ्रेसहोल्ड (जैसे, मोटर स्टालों या नियंत्रक दोषों के कारण) से अधिक होती हैं, तो MCU माइक्रोसेकंड के भीतर गेट शटडाउन सिग्नल को ट्रिगर करता है, MOSFETs/IGBTS को बिजली काटता है। अतिरिक्त मजबूती के लिए, हार्डवेयर-आधारित क्रॉबर सर्किट या फ़्यूज़ को माध्यमिक सुरक्षा परतों के रूप में शामिल किया जा सकता है। यह प्रणाली अंडरवोल्टेज लॉकआउट (यूवीएलओ) को रोकने के लिए बस वोल्टेज की भी निगरानी करती है, जो अन्यथा ब्राउन-आउट स्थितियों के दौरान बिजली उपकरणों को नुकसान पहुंचा सकती है।
ओवरटेम्परेचर मॉनिटरिंग और थर्मल थ्रॉटलिंग पावर स्टेज कूलिंग के अलावा, पीसीबी एमसीयू, मोटर वाइंडिंग और बैटरी पैक जैसे महत्वपूर्ण घटकों के तापमान को ट्रैक करता है। वितरित एनटीसी थर्मिस्टर्स या डिजिटल तापमान सेंसर कंट्रोलर को डेटा फ़ीड करते हैं, जो थर्मल थ्रॉटलिंग को लागू करता है यदि थ्रेसहोल्ड से अधिक हो जाता है। उदाहरण के लिए, यदि मोटर वाइंडिंग 120 डिग्री सेल्सियस तक पहुंचती है, तो एमसीयू शीतलन की अनुमति देने के लिए टॉर्क आउटपुट को 30% तक कम कर सकता है। उपयोगकर्ता-सामना करने वाले संकेतक (जैसे, एलईडी अलर्ट या हैप्टिक फीडबैक) थर्मल बाधाओं के सवारों को सूचित करते हैं, जिससे उन्हें लोड को कम करने या तापमान सामान्य होने तक सवारी करना बंद कर देता है।
सिस्टम एकीकरण के लिए संचार प्रोटोकॉल मोटर ड्राइव पीसीबी अन्य ई-बाइक सबसिस्टम के साथ इंटरफेस-जैसे कि बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस), थ्रॉटल और डिस्प्ले-विया कैन बस, यूएआरटी, या पीडब्लूएम संचार। मानकीकृत प्रोटोकॉल वास्तविक समय डेटा एक्सचेंज को सक्षम करते हुए तृतीय-पक्ष घटकों के साथ संगतता सुनिश्चित करते हैं। उदाहरण के लिए, बीएमएस मोटर नियंत्रक को अत्याधुनिक (एसओसी) और स्वास्थ्य मैट्रिक्स को संचारित कर सकता है, जो बैटरी जीवन का विस्तार करने के लिए प्रदर्शन मापदंडों (जैसे, पीक पावर) को समायोजित करता है। डिस्प्ले यूनिट पीसीबी से गति, टोक़ और त्रुटि कोड प्राप्त करता है, सिस्टम स्थिति में कार्रवाई योग्य अंतर्दृष्टि के साथ सवार प्रदान करता है।
उन्नत पावर इलेक्ट्रॉनिक्स, अनुकूली नियंत्रण एल्गोरिदम, और बहुस्तरीय सुरक्षा सुविधाओं को एकीकृत करके, इलेक्ट्रिक साइकिल पीसीबी प्रदर्शन, दक्षता और विश्वसनीयता का संतुलन प्राप्त करते हैं। उनका मॉड्यूलर डिज़ाइन भविष्य के उन्नयन का भी समर्थन करता है, जैसे कि एआई-चालित भविष्य कहनेवाला रखरखाव या संवर्धित सेंसर फ्यूजन, स्मार्ट मोबिलिटी ट्रेंड को विकसित करने के साथ संगतता सुनिश्चित करता है।
