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安森美半导体用于白家电应用的无刷直流(BLDC)电机驱动及控制妄图

宣布时间:2012年10月10日 11:10    宣布者:eechina
要害词: BLDC , 电机驱动 , 家电
电机又称马达,是一种凭证电磁感应定律完成电能转换或转达的装配,主要作用是发生驱动转矩,作为电器或种种机械的动力源。 按使命电源来分,电机网罗交流(AC)电机和直流(DC)电机。其中直流电机又网罗接纳机械式换向的有刷直流电机和接纳电子换向的无刷直流(BLDC)电机。BLDC电机又分改变电机和步进电机,具有显着的节能、低噪声和优良变速性能等特点,特殊合适于电冰箱、空调及洗衣机等白家电应用。随着国家各项节能政策的出台,家电行业曾经泉源普遍导入BLDC电机。要使这些BLDC电机可靠、高效地使命,设计职员须要选择适当的电机驱动或控制妄图。

安森美半导体在电机驱动器设计、临盆及应用方面具有富厚履历,供应宽年夜规模的电机驱动及控制妄图。本文将简介电机驱动器/控制器在白家电产物中的尺度应用,和安森美半导体高能效、高可靠性BLDC电机驱动器/控制器妄图。

电机驱动器/控制器在白家电中的应用

据统计,电冰箱中应用的电机数目最多,到达约5个;空协调烘干及洗衣机也都要用到2个电机。电冰箱的直流风扇电机、自动制冰机及阻尼器,烘干及洗衣机的节气阀和排水/供水泵等应用通常会应用到单芯片的集成电机驱动器,而空调的直流风扇室外机/室内机、烘干及洗衣机的直流风扇电时机应用到电机控制器。这些电机驱动器/控制器合适的电压电流规模也各不类似,如图1所示。

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图1:电机驱动器/控制器在白家电中的应用

下文将探讨这三类重点白家电产物不合细分应用的请求,和安森美半导体照顾的处置赏罚赏罚妄图。

电冰箱用BLDC电机驱动器


1)    直流风扇电机

关于电冰箱而言,经由历程风机透风来排热是主要功效。安森美半导体供应给用于电冰箱透风用BLDC电机驱动的单相及3相电机驱动器,网罗单相带传感器脉宽调制(PWM)软开关电机驱动器LV8861VH、三相无传感器脉冲幅度调制(PAM)电机驱动器LB11685AV,和三相无传感器PWM软开关电机驱动器LV8804FV和LV8805SV等。这些器件供应静音驱动、高能效、变速控制及锁定掩护等要害特点。

其中,LV8861VH是最年夜能耗仅1.3 W的单相风扇电机驱动器。这器件的VCC为7至18 V,输入电流可达1.2 A。LV8861VH藉清静的PWM驱动器供应单相全波使命,完成静音驱动,并供应高能效。这器件可由PWM输入来控制速率,赞助简化设计;其它特点网罗发生的热量低、网罗快速启动电路、锁定掩护及自动恢来电路、可调治限流器、过热关闭等。

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图2:LV8861VH框图及应用体现图。

LB11685AV接纳无传感器设计,简化制造;软启动有益于提升启动时的稳固性;软开关则有助于供应静音驱动;锁定掩护特点也可防止遭到破损。

LV8804FV和LV8805SV均是三相BLDC电机无传感器驱动IC。三相驱动器支持低能耗及低振动使命。无霍尔传感器驱动器支持减小电机系统的尺寸。这两颗IC异常合适于像电冰箱风扇及服务器风扇这样的请求高可靠性及长应用寿命的应用。

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图3:LV8804FV框图。

2)    自动制冰机

除透风,自动制冰机也是BLDC电机在电冰箱中的主要应用领域。安森美半导体供应用于自动制冰机BLDC电机驱动的器件网罗LB1948M和LV8548M等,这些器件供应高击穿电压、高能效和零待电机流等要害特点。LB1948M是2通道、12 V低饱和电压驱动、正向/反向电机驱动器,接纳强固的击穿设计,在待机形式下的电流消耗为零,在输入电流IO为400 mA条件下的饱和电压VO(sat)尺度值仅为0.5 V。LV8548M是单通道步进电机驱动器,也可用于2通道H桥直流电机驱动。LV8548M的励磁形式网罗满步及半步等,供应不合的步幅调治;这器件的导通阻抗仅为1 Ω,赞助提升能效;待机形式下的电流消耗异常为零,供应低能耗使命。
  
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图4:LV8548M框图(左图:驱动2个直流电机;右图:驱动1个步进电机)

3)    阻尼器

阻尼看主要用于起缓冲作用,算作用点运动很慢时,简直没有阻力,而在作用点运动较快时阻力就显着增年夜,普遍用于电冰箱和洗衣机等应用。安森美半导体用于电冰箱阻尼器的电机驱动器除上述LB1948M和LV8548M,还网罗LB1909M和LV8549M。这些器件供应高击穿电压、高能效及低待电机流等要害特点。

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图5:LB1909M框图。

其中,LB1909M接纳简化设计的三端口接口,是一款双通道低饱和电压步进电机驱动器,使命电源电压为2.5 V至16 V,待机状态下的电流消耗为零,内置过热关闭电路。而LV8549M是一款单通道低饱和电压步进电机驱动器,导通阻抗仅为1 Ω,赞助提升能效;待机形式下的电流消耗异常为零,供应低能耗使命。LV8549M的最年夜电源电压为20 V,最年夜输入电流可达1 A。

烘干及洗衣机用电机驱动器

烘干及洗衣机阻尼器的要害请求跟电冰箱阻尼器类似,可接纳的单芯片电机驱动器有如LB1948M、LV8548M、LB1909M和LV8549M等。

除阻尼器,烘干及洗衣机的排水/供水泵也会用到直流电机。安森美半导体用于烘干及洗衣机的电机驱动器网罗LB11920和LB1975等,具有高能效和变速控制等要害特点。其中,LB11920是一款三相BLDC电机驱动器,接纳直接的PWM驱动,易于控制,PWM占空比可由IC的输入控制。LB11920支持9.5 V至30 V的宽供电电压规模。这器件内置高边及低边反冲吸收二极管,供应反冲掩护。其它特点网罗短路制动、限流、高压掩护、电机锁定掩护及过热掩护等。

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图6:LB11920框图。

LB1975也是一款三相BLDC电机驱动器,能够遭受46 V电压和2.5 A输入电流,除可用于烘干及洗衣机的排水/供水泵电机驱动,还可用于其直流风扇风机驱动。

空调室内机/室外机用直流风扇电机控制器

有数的房间空调网罗室内机及室外机等不合组成部门,均会应用到直流风扇。安森美半导体为空调室内机/室外机直流风扇供应的电机控制器联络了掩护电路和混淆集成电路(HIC),具有高能效及静音驱动等要害特点。这些器件网罗LC08000M、LV8139JA和LV8136V等。

其中,LC08000M是安森美半导体正在开发的一款三相BLDC风扇电机控制旌旗暗记处置赏罚赏罚器。这器件接纳磁场定向控制(FOC)手艺,具有超高能效。这器件接纳带霍尔传感器的FOC使命,能够以FOC阻拦闭环速率控制,具有静音驱动、宽使命条件下高能效驱动、FOC不用软件开发、易于分配等要害特点,还集成了多种掩护功效,如过流掩护、锁定掩护及自动恢复、反转掩护、霍尔传感器误差检测、外部误差旌旗暗记输入、高压掩护、温度异常检测及异常状态输入等。

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图7:LC08000M应用体现图。

LV8136V是一款三相BLDC电机用PWM系统预驱动IC。这器件应用高能效、清静的PWM驱动(150°驱动系统),能够降低驱动噪声。这器件可与安森美半导体STK611或STK5C4系列的HIC联络应用,并供应了与这系列HIC互补的掩护电路,能够增添元器件数目及供应高可靠性。这器件还供应省电形式,可将待机形式下的能耗降至零。LV8139JA则供应180°PWM静音驱动。

总结:

安森美半导体身为应用于高能效电子产物的全球主要高性能、高能效硅妄图供应商,供应给用于白家电的完全妄图,网罗电源、电机驱动、用户接口、通讯、丈量等。本文重点简介了安森美半导体应用于电冰箱、烘干及洗衣机等白家电的无刷直流电机驱动及控制妄图,赞助设计职员针对详细应用选择合适的产物,设计出高能效、高可靠性及静音使命的白家电,并知足相关能效律例请求。

供稿:安森美半导体

参考质料:
1、“安森美半导体应用于家电的无刷直流电机控制/驱动妄图”网上研究会(演讲专家:师宝琪),安森美半导体,
2、安森美半导体网站


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