Controle de Motores BLDC de Alta Tensão para a Mobilidade da Próxima Geração

21/05/2026

ÍNDICE DE CONTEÚDO

Uma bicicleta elétrica moderna (e-bike) pode atingir aproximadamente 45 quilômetros por hora (28 milhas por hora) com zero emissões e praticamente sem ruído.[1] O que torna isso possível não é apenas uma bateria maior, mas um motor mais inteligente, alimentado por controle de motor brushless direct current (BLDC) de alta tensão e pequenos drivers de gate ultraeficientes. Esses chips compactos estão realizando muito trabalho nos bastidores, trazendo movimento inteligente para tudo, desde drones até ferramentas de jardinagem.

No entanto, alcançar esses níveis elevados de velocidade e desempenho não é possível com sistemas de baixa tensão. Para obter maior torque, maior autonomia e melhor eficiência, os engenheiros estão migrando dos projetos tradicionais de 12 V e 24 V para tensões de 48 V e superiores. Este artigo discute como os engenheiros estão realizando essa transição para tensões mais altas e os benefícios para os sistemas de mobilidade da próxima geração.

Alta Tensão, Alto Impacto

Cada vez mais projetos estão migrando de sistemas de 12 V ou 24 V para 48 V e além devido aos benefícios significativos, como:

maior torque por ampère;
redução de perdas de energia e da espessura dos cabos;
e menor footprint do motor e melhor desempenho térmico.

Muitos setores podem aproveitar essas vantagens à medida que os projetos de motores migram para sistemas BLDC de alta tensão. Em e-bikes, motores de 48 V permitem modulação de torque mais suave, melhor capacidade de subida e maior eficiência energética. Drones se beneficiam de respostas mais rápidas do electronic speed controller (ESC) e de cabeamento mais leve, o que resulta em maior tempo de voo e melhor controle. Ferramentas de jardinagem sem fio aproveitam maior densidade de potência, aproximando-se do desempenho de equipamentos a combustão sem o ruído ou a necessidade de manutenção (Figura 1). E em light electric vehicles (LEVs), os projetistas agora podem integrar frenagem regenerativa, aumentar a velocidade máxima e otimizar o uso da bateria — tudo isso reduzindo o estresse térmico nos componentes.

Figura 1: Motores BLDC de alta tensão em mobilidade pessoal e ferramentas elétricas para áreas externas dependem de drivers de gate avançados para equilibrar desempenho, segurança e eficiência. (Fonte: Annamorphosis/stock.adobe.com; gerado com IA)

Mais Controle, Menos Complexidade

O controle de motores BLDC de alta tensão realmente envolve potência, mas precisão também faz parte da equação. O conceito consiste em fornecer essa corrente adicional de forma precisa, eficiente e segura. Drivers de gate integrados podem simplificar esse processo ao combinar lógica de controle, proteção contra falhas e circuitos de acionamento de gate em um circuito integrado (IC) compacto, eliminando a necessidade de componentes externos volumosos e simplificando o layout.

Por exemplo, em um aparador de cerca viva elétrico de 60 V, um driver de gate integrado gerencia o chaveamento do motor, mas também ajuda a prevenir falhas de shoot-through, minimiza o acúmulo de calor e otimiza a vida útil da bateria para uso prolongado. Para os engenheiros, isso significa redução de riscos em todo o ciclo de desenvolvimento do projeto.

O Que Vem a Seguir no Projeto de Motores de Alta Tensão

O que antes era um desafio puramente de hardware agora é igualmente um problema de software e de projeto de sistemas.

Os engenheiros estão implementando técnicas como sensorless field-oriented control (FOC) para melhorar a resposta de torque enquanto reduzem custo e complexidade. Ao mesmo tempo, materiais wide bandgap como nitreto de gálio (GaN) e carbeto de silício (SiC) estão tornando o chaveamento em alta tensão mais rápido e eficiente.[2] Mas, além do hardware, recursos como telemetria embarcada e atualizações de firmware sem fio estão transformando sistemas acionados por motores em plataformas conectadas e de fácil manutenção, especialmente úteis em drones e light electric vehicles (LEVs), onde o acesso é limitado.

À medida que novas abordagens são desenvolvidas para superar os desafios de hardware e software associados aos projetos de alta tensão, o controle inteligente de motores está rapidamente se tornando o padrão para projetos compactos e de alto desempenho.[3]

Os Produtos Mais Recentes para os Seus Projetos Mais Recentes®

O New Tech Tuesdays desta semana destaca um produto da Qorvo que beneficia engenheiros que desenvolvem sistemas que exigem controle de alta tensão com proteção integrada e precisão.

A placa de avaliação ACT72350EVK1 da Qorvo é uma poderosa plataforma de desenvolvimento para aplicações de motores BLDC de alta tensão. A ACT72350EVK1 utiliza o driver de gate integrado ACT72350 da Qorvo, um controlador inteligente de motor trifásico que suporta tensão de entrada de até 160 V e tensão de saída configurável de 12 V ou 15 V. Com recursos integrados de proteção, controle preciso do motor e design compacto, a placa é ideal para prototipagem de sistemas acionados por motor, como e-bikes, UAVs, ferramentas robóticas e light electric vehicles (LEVs).

Esta placa de avaliação da Qorvo oferece diversos benefícios para projetos de controle de motores, incluindo três drivers de gate high-side de 160 V (180 V bootstrap) com capacidade de acionamento de gate de 2 A, três drivers de gate low-side com capacidade de acionamento de gate de 2 A, atraso de propagação configurável e proteção contra falhas, além de uma interface de controle por pulse-width modulation (PWM).

Conclusão do Tuesday

Projetar para tensões mais altas costumava significar maior complexidade. Com drivers compactos que integram proteção, chaveamento e controle em um único dispositivo, está se tornando mais fácil desenvolver sistemas de movimentação eficientes e confiáveis. Agora, os engenheiros podem desenvolver tecnologias de mobilidade, ferramentas ou automação utilizando soluções integradas que ajudam a cumprir prazos apertados sem comprometer a precisão.