全面認(rèn)知·無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片

無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片是控制無(wú)刷直流電機(jī)（BLDC）運(yùn)行的核心組件，負(fù)責(zé)將微控制器（MCU）的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率信號(hào)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速、換相及保護(hù)等功能。

工作原理

基本結(jié)構(gòu)

無(wú)刷直流電機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子上繞有三相線圈，轉(zhuǎn)子為永磁體。驅(qū)動(dòng)芯片通過(guò)控制定子線圈的通電順序和電流大小，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。

換相控制

依賴霍爾傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置，或通過(guò)反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)等無(wú)傳感器技術(shù)，確定轉(zhuǎn)子位置，按照特定的換相時(shí)序（如 U→V→W）導(dǎo)通三相線圈，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。

PWM 調(diào)速

驅(qū)動(dòng)芯片接收 PWM 信號(hào)，通過(guò)改變 PWM 波的占空比，調(diào)節(jié)電機(jī)繞組兩端的平均電壓，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，占空比越大，電機(jī)轉(zhuǎn)速越快。

功能特點(diǎn)

功率放大

將微控制單元（MCU）輸出的微弱邏輯信號(hào)放大為足以驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)的功率信號(hào)，為電機(jī)提供所需的電流和電壓。

保護(hù)功能

具備過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、短路保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)等，防止芯片和電機(jī)在異常情況下?lián)p壞，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

自舉升壓

一些驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部集成自舉升壓電路，用于驅(qū)動(dòng)高側(cè) MOS 管，無(wú)需外部單獨(dú)的電源，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)。

多種控制接口

支持模擬信號(hào)控制、PWM 控制、I2C 總線控制等多種控制方式，方便與不同的主控芯片連接，實(shí)現(xiàn)靈活的控制。

主要參數(shù)

工作電壓范圍

芯片能夠正常工作的電壓區(qū)間，需要與電機(jī)的供電電壓相匹配，常見的電壓范圍從幾伏到幾十伏不等，如 4.7V 至 36V。

輸出電流能力

包括持續(xù)輸出電流和峰值輸出電流，持續(xù)輸出電流是芯片能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定提供的電流，峰值輸出電流是在短時(shí)間內(nèi)（如啟動(dòng)瞬間）能夠承受的最大電流，需要根據(jù)電機(jī)的額定電流和啟動(dòng)電流來(lái)選擇合適的芯片，一般要求持續(xù)輸出電流大于電機(jī)額定電流。

PWM 頻率范圍

芯片支持的 PWM 信號(hào)頻率范圍，不同的應(yīng)用場(chǎng)景可能需要不同的 PWM 頻率，較高的頻率可以使電機(jī)運(yùn)行更平穩(wěn)，但也可能增加芯片的功耗，常見的頻率范圍在幾百 Hz 到幾十 kHz 之間。

開關(guān)速度

反映了芯片內(nèi)部功率器件（如 MOS 管）的導(dǎo)通和關(guān)斷速度，開關(guān)速度越快，電機(jī)的響應(yīng)速度越快，能量損耗也相對(duì)較小，但同時(shí)也可能產(chǎn)生較高的電磁干擾。

分類

按驅(qū)動(dòng)相數(shù)

可分為三相驅(qū)動(dòng)芯片和多相驅(qū)動(dòng)芯片，三相驅(qū)動(dòng)芯片適用于常見的三相無(wú)刷直流電機(jī)，多相驅(qū)動(dòng)芯片則用于一些特殊要求的高功率或高精度電機(jī)系統(tǒng)。

按控制方式

有傳感器控制芯片和無(wú)傳感器控制芯片。有傳感器控制芯片通過(guò)霍爾傳感器等獲取轉(zhuǎn)子位置信息，控制精度較高；無(wú)傳感器控制芯片則通過(guò)反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)等算法來(lái)估算轉(zhuǎn)子位置，成本較低，且減少了傳感器帶來(lái)的可靠性問(wèn)題。

按集成度

可分為高集成度芯片和低集成度芯片。高集成度芯片內(nèi)部集成了較多的功能模塊，如功率 MOS 管、驅(qū)動(dòng)電路、控制電路、保護(hù)電路等，外圍電路簡(jiǎn)單，使用方便，但靈活性相對(duì)較差；低集成度芯片通常只包含基本的驅(qū)動(dòng)電路，需要外接較多的元件來(lái)實(shí)現(xiàn)完整的功能，靈活性較高，但設(shè)計(jì)復(fù)雜度也相應(yīng)增加。

典型芯片介紹

GC4931P：一款專為三相無(wú)刷直流電機(jī)設(shè)計(jì)的預(yù)驅(qū)動(dòng)芯片，能夠驅(qū)動(dòng) N 型功率 MOSFET，支持 4.7V 至 36V 的寬電壓范圍，低功耗同步整流功能降低了功耗，集成了過(guò)溫、過(guò)壓、低壓、堵轉(zhuǎn)鎖定等多種保護(hù)機(jī)制，工作溫度范圍為 - 40℃至 110℃，采用 5mmx5mm QFN 28 腳封裝，底部設(shè)有散熱片，適用于電動(dòng)工具、家用電器和工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備等領(lǐng)域。

PT2513B:一款整合的三相無(wú)傳感器 BLDC 馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片, 具有進(jìn)階保護(hù)功能,包括軟啟動(dòng)電路、熱關(guān)斷、堵轉(zhuǎn)保護(hù)和輸出電流限制。PT2513A/B 采用弦波電流控制來(lái)降低運(yùn)轉(zhuǎn)的電磁噪聲，適合使用于需要高效率的風(fēng)扇馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。在速度控制接口上，PT2513A 支持開環(huán)；PT2513B 除開環(huán)控制外, 也可透過(guò)設(shè)定達(dá)成閉環(huán)控制。PT2513A/B 采用 BCD 制程，使用上僅需單一 VDD 電源，其周邊僅需幾個(gè)零件。芯片封裝為帶底部散熱的 HTSSOP20，可實(shí)現(xiàn)出色的能效，使其成為緊湊型、低成本、無(wú)傳感器 BLDC 馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的理想解決方案。

AM2355N:是一款三相無(wú)傳感器直流風(fēng)扇電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成電路。它感應(yīng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)的反電動(dòng)勢(shì)，并向電機(jī)提供相應(yīng)的換向電流。轉(zhuǎn)速可由PWM輸入信號(hào)控制。驅(qū)動(dòng)程序包括鎖定檢測(cè)、熱關(guān)機(jī)和過(guò)電流保護(hù)。正向和反向控制。

深圳市鈞敏科技有限公司

是一家專注于技術(shù)開發(fā)、方案提供、元器件銷售為主的高新技術(shù)企業(yè)，立足于深圳，成立于2008年。在華東蘇州、廣東佛山、湖南長(zhǎng)沙、香港設(shè)有辦事處。始終秉承“開拓創(chuàng)新、務(wù)實(shí)高效”的企業(yè)精神。以富足的心態(tài)，提供有競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案和服務(wù)，持續(xù)為客戶創(chuàng)造最大價(jià)值。

產(chǎn)品涉及電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC、霍爾IC、存儲(chǔ)IC、MCU、MOS、IPM、溫濕度傳感器、VCM音圈馬達(dá)等。