用于白家電的無刷直流(BLDC)電機(jī)驅(qū)動(dòng)及控制方案

電機(jī)又稱馬達(dá)，是一種依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換或傳遞的裝置，主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，作為電器或各種機(jī)械的動(dòng)力源。按工作電源來分，電機(jī)包括交流(AC)電機(jī)和直流(DC)電機(jī)。其中直流電機(jī)又包括采用機(jī)械式換向的有刷直流電機(jī)和采用電子換向的無刷直流(BLDC)電機(jī)。BLDC電機(jī)又分旋轉(zhuǎn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)，具有顯著的節(jié)能、低噪聲和優(yōu)異變速性能等特性，特別適合于電冰箱、空調(diào)及洗衣機(jī)等白家電應(yīng)用。隨著國(guó)家各項(xiàng)節(jié)能政策的出臺(tái)，家電行業(yè)已經(jīng)開始廣泛導(dǎo)入BLDC電機(jī)。要使這些BLDC電機(jī)可靠、高效地工作，設(shè)計(jì)人員需要選擇恰當(dāng)?shù)碾姍C(jī)驅(qū)動(dòng)或控制方案。

安森美半導(dǎo)體在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及應(yīng)用方面擁有豐富經(jīng)驗(yàn)，提供寬廣范圍的電機(jī)驅(qū)動(dòng)及控制方案。本文將介紹電機(jī)驅(qū)動(dòng)器/控制器在白家電產(chǎn)品中的典型應(yīng)用，以及安森美半導(dǎo)體高能效、高可靠性BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)器/控制器方案。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)器/控制器在白家電中的應(yīng)用

據(jù)統(tǒng)計(jì)，電冰箱中使用的電機(jī)數(shù)量最多，達(dá)到約5個(gè)；空調(diào)和烘干及洗衣機(jī)也都要用到2個(gè)電機(jī)。電冰箱的直流風(fēng)扇電機(jī)、自動(dòng)制冰機(jī)及阻尼器，烘干及洗衣機(jī)的節(jié)氣閥和排水/供水泵等應(yīng)用通常會(huì)使用到單芯片的集成電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，而空調(diào)的直流風(fēng)扇室外機(jī)/室內(nèi)機(jī)、烘干及洗衣機(jī)的直流風(fēng)扇電機(jī)會(huì)使用到電機(jī)控制器。這些電機(jī)驅(qū)動(dòng)器/控制器適合的電壓及電流范圍也各不相同，如圖1所示。

下文將探討這三類重點(diǎn)白家電產(chǎn)品不同細(xì)分應(yīng)用的要求，以及安森美半導(dǎo)體相應(yīng)的解決方案。

電冰箱用BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)器

1) 直流風(fēng)扇電機(jī)

對(duì)于電冰箱而言，通過風(fēng)機(jī)通風(fēng)來排熱是重要功能。安森美半導(dǎo)體提供應(yīng)用于電冰箱通風(fēng)用BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)的單相及3相電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，包括單相帶傳感器脈寬調(diào)制(PWM)軟開關(guān)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器LV8861VH、三相無傳感器脈沖幅度調(diào)制(PAM)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器LB11685AV，以及三相無傳感器PWM軟開關(guān)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器LV8804FV和LV8805SV等。這些器件提供靜音驅(qū)動(dòng)、高能效、變速控制及鎖定保護(hù)等關(guān)鍵特性。

其中，LV8861VH是最大能耗僅1.3 W的單相風(fēng)扇電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。這器件的VCC為7至18 V，輸出電流可達(dá)1.2 A。LV8861VH藉安靜的PWM驅(qū)動(dòng)器提供單相全波工作，實(shí)現(xiàn)靜音驅(qū)動(dòng)，并提供高能效。這器件可由PWM輸入來控制速度，幫助簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)；其它特性包括產(chǎn)生的熱量低、包含快速啟動(dòng)電路、鎖定保護(hù)及自動(dòng)恢復(fù)電路、可調(diào)節(jié)限流器、過熱關(guān)閉等。

LB11685AV采用無傳感器設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化制造；軟啟動(dòng)有利于提升啟動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性；軟開關(guān)則有助于提供靜音驅(qū)動(dòng)；鎖定保護(hù)特性也可防止受到損壞。

LV8804FV和LV8805SV均是三相BLDC電機(jī)無傳感器驅(qū)動(dòng)IC。三相驅(qū)動(dòng)器支持低能耗及低振動(dòng)工作。無霍爾傳感器驅(qū)動(dòng)器支持減小電機(jī)系統(tǒng)的尺寸。這兩顆IC非常適合于像電冰箱風(fēng)扇及服務(wù)器風(fēng)扇這樣的要求高可靠性及長(zhǎng)使用壽命的應(yīng)用。

圖3：LV8804FV框圖。