無刷直流(BLDC)電機(jī)正迅速成為要求高可靠性,高效率和高功率體積比的應(yīng)用的自然選擇。這些電機(jī)在很寬的速度范圍內(nèi)提供大量的扭矩,并且與有刷電機(jī)具有相似的扭矩和速度性能曲線特性(盡管有刷電機(jī)可提供更大的靜止扭矩)。
BLDC電機(jī)由于消除了傳統(tǒng)直流電機(jī)換向時(shí)使用的電刷而具有顯著的可靠性。刷子磨損,降低了電機(jī)的性能,最終必須更換。相反,在額定參數(shù)范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí),BLDC電機(jī)的預(yù)期壽命可超過10,000小時(shí)或更長。與傳統(tǒng)裝置相比,這種壽命以及隨后的維護(hù)和備件成本的降低可以抵消電機(jī)的較高初始成本。
BLDC電機(jī)的這種興趣促使芯片供應(yīng)商為該單元的電子控制系統(tǒng)開發(fā)定制的單片芯片。本文將詳細(xì)介紹BLDC電機(jī)控制芯片 - 用于驅(qū)動(dòng)逆變橋的設(shè)備,最終激活電機(jī)線圈并控制速度和方向等參數(shù)。
三相半橋驅(qū)動(dòng)器MS8313---替代TI的DRV8313
MS8313是 杭州瑞盟科技推出的一款完善的直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片,能夠驅(qū)動(dòng)電機(jī),配合單片機(jī)、PLC ( 可編程序控制器) 或其他控制器完成高性能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該IC完美替代了TI的DRV8313,應(yīng)用于自動(dòng)化設(shè)備,機(jī)器人。
該芯片采用28 腳散熱薄型小尺寸封裝,封裝為eTSSOP28。可提供三個(gè)可獨(dú)立控制的半 H 橋驅(qū)動(dòng)器,主要用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)三相無刷直流電機(jī),無需額外的芯片來驅(qū)動(dòng)內(nèi)部的MOSFET。配合單片機(jī)、PLC ( 可編程序控制器) 或其他控制器完成高性能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。每個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器通道包含半 H 橋配置的 N 通道功率MOSFET。并且三個(gè)半 H 橋 Low-side驅(qū)動(dòng) FET 的源級(jí)都做成了獨(dú)立端 口(PGND1,PGND2,PGND3),通過這些端口接電阻到地,即可實(shí)現(xiàn)電流檢測的功能。MS8313在半 H 橋的每個(gè)通道上提供 2.5A 峰值電流或 者 1.75A 均方根輸出電流。
內(nèi)置一個(gè)通用比較器,可用來做電流限制電路或者其它功能電路。該芯片內(nèi)部集3.3VLDO,在休眠模式下會(huì)繼續(xù)保持工作狀態(tài)。該芯片具有全面的過流保護(hù),短路保護(hù),欠壓保護(hù)以及過溫保護(hù)功能。芯片的工作范圍是-40°C-+ 120°C,使得該方案可以適用于非??量痰臏囟拳h(huán)境中。
主要特點(diǎn):
? 24V,25℃下 2.5A 最大峰值電;
? 用于 Low-Side 電流檢測引腳;
? 內(nèi)置 3.3V 10mA 低壓降穩(wěn)壓器(LDO) ;
? 8V-36V 電源電壓范圍 ;
? 帶散熱片的表面貼片封裝 ;
? 完善的保護(hù)功能包括過溫、過壓/欠壓、過流和短路等,提升系統(tǒng)產(chǎn)品安全性。
設(shè)計(jì)方案
MS8313不包括傳感器輸入,該芯片應(yīng)該與一個(gè)微控制器構(gòu)成一個(gè)完整的閉環(huán)控制系統(tǒng),用于傳感器三相BLDC電機(jī)。IPM 內(nèi)置 3 個(gè)可獨(dú)立控制的半 H 橋, MCU的 PWM 信號(hào)輸入芯片 IN[ 1,…, 3]、 EN[ 1,…, 3]引腳控制 MOSFET 開關(guān)管的通斷,從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)三相順序?qū)?,輸出主電壓?qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。IPM 內(nèi)置 1 個(gè)通用比較器,設(shè)置的閾值電壓輸入比較器的 COMPN 腳,霍爾電流傳感器測得的電壓輸入比較器的 COMPP 腳,比較結(jié)果通過 COMPO 輸出給 MCU。
三相半橋驅(qū)動(dòng)器MS8829---替代LV8829LFQA(安森美-ON)和LV8829LF (松下-Panasonic)
瑞盟科技公司推出的MS8829芯片是專門為感應(yīng)BLDC電機(jī)控制而設(shè)計(jì)的。(傳感電機(jī)需要霍爾效應(yīng)傳感器來指示線圈位置以輔助電子換向序列)。芯片采用脈沖寬度調(diào)制(PWM) 正弦波脈沖驅(qū)動(dòng)的方式來減少輸出功耗,通過調(diào)節(jié)外部信號(hào)的占空比來調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速;該器件內(nèi)置霍爾傳感器信號(hào)調(diào)節(jié)電路,可以減少霍爾傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換緩慢是可能出現(xiàn)的毛刺以及隨后的錯(cuò)誤。芯片內(nèi)置鎖存型保護(hù)電路,可以在電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)但 HALL 信號(hào)輸入異常時(shí)起到保護(hù)芯片的作用。完美替代LV8829LFQA(安森美-ON)和LV8829LF (松下-Panasonic)
該芯片采用24腳散熱封裝,以及4mmX4mmX0.5的QFN封裝,節(jié)省PCB空間設(shè)計(jì)特別適合緊湊型對(duì)面板有較為嚴(yán)苛要求的領(lǐng)域。QFN的底板金屬焊盤封裝結(jié)構(gòu)使其具有出色的傳熱性能,使芯片最高工作結(jié)溫甚至可以達(dá)到極限的150°C。
主要特點(diǎn):
? I max=1.5A;
? 使用直接 PWM 輸入進(jìn)行速度控制和同步整;
? 低輸出阻抗上臂橋 0.6Ω,下臂橋 0.5Ω;
? 1-HALL FG 輸出;
? 正、反轉(zhuǎn)工作模式,可切換 ;
? 峰值結(jié)溫= 150℃; ;
? 過溫、過流保護(hù)以及低電壓保;
應(yīng)用方案(霍爾IC,霍爾元件)
優(yōu)勢(shì):
? 國產(chǎn)品牌,自主可控;
? 已經(jīng)批量出貨3年,產(chǎn)品穩(wěn)定性和一致性得到充分驗(yàn)證;
? 價(jià)格有優(yōu)勢(shì),性價(jià)比高;
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