應用于家電的高能效電機驅動(dòng)方案設計

家電中通常要使用多種不同的電機來(lái)控制不同功能。電機包括交流(AC)電機和直流(DC)電機。其中DC電機包括有刷直流電機和無(wú)刷直流(BLDC)電機。BLDC電機分旋轉電機和步進(jìn)電機，具有顯著(zhù)的節能、低噪聲和優(yōu)異變速性能等特性，廣泛應用于電冰箱、空調及洗衣機等家電應用。

設計人員要設計高能效的家電產(chǎn)品，就需要在設計中選擇高能效的電源轉換及電機驅動(dòng)/控制方案。安森美半導體積推動(dòng)高能效創(chuàng )新，提供寬廣陣容的產(chǎn)品及方案。本文將分析家電中的電機應用，并介紹安森美半導體應用于典型家電產(chǎn)品的電機驅動(dòng)及控制方案。

家電應用要求及設計挑戰

針對家電中的不同電機應用對電壓及電流范圍的不同要求，安森美半導體提供寬廣陣容的高能效電機驅動(dòng)/控制方案，支持最高電壓達600 V，最大電流達50 A.這些電機驅動(dòng)器包括4種，分別是12 V BLDC電機驅動(dòng)器、24 V BLDC電機驅動(dòng)器、3相BLDC驅動(dòng)器控制器(驅動(dòng)電壓達240 V)及600 V或更高電壓BLDC電機驅動(dòng)器。

除了要匹配不同的電壓/電流要求，工程師在家電應用設計的另一共同挑戰是能耗問(wèn)題。例如，如果風(fēng)扇驅動(dòng)器的電路板內置，就會(huì )產(chǎn)生熱量及并要求消耗額外的電能來(lái)把它冷卻。因此，工程師可能會(huì )同時(shí)要求高能效及具強力冷卻功能的電機。

圖1：用于家電的電機驅動(dòng)器/控制器電壓/電流范圍概覽。

此外，用戶(hù)要求家電產(chǎn)品減小電機產(chǎn)生的惱人噪聲，希望有舒適寧請靜的使用體驗。因此，工程師要選擇產(chǎn)生更低噪聲的電機。有些家電如電冰箱，由于用戶(hù)的居住空間有限，他們會(huì )青睞體積小巧的電冰箱。這趨勢導致工程師采用更小的電機以?xún)?yōu)化占用空間。由于家電要求采用高壓電源來(lái)驅動(dòng)，耐用性、安全性及可靠性很重要。

用于典型家電應用的電機驅動(dòng)器方案

1.電冰箱

據統計，高檔電冰箱中使用的電機最多，可能達5個(gè)或更多，典型應用包括阻尼器、風(fēng)扇、制冰機、壓縮機、氣流調節及冷卻流泵等。最基礎功能的電冰箱也有壓縮電機和冷卻流泵。較高端的產(chǎn)品使用風(fēng)扇及阻尼器，利用電機進(jìn)行氣流調節。制冰機可能使用2個(gè)電機，一個(gè)用于出冰，另一個(gè)用于清空制冰托盤(pán)。

圖2.電冰箱中的電機應用