單芯片無(wú)刷直流散熱微電機驅動(dòng)電路綜述

1 引言

隨著(zhù)先進(jìn)控制理論的應用及半導體技術(shù)的飛速發(fā)展，功率驅動(dòng)組件切換頻率明顯提高，使得驅動(dòng)部件功能日益強大，元件越來(lái)越少，可靠性顯著(zhù)提高，無(wú)刷直流電機逐漸取代了有刷直流電機的使用領(lǐng)域。尤其是隨著(zhù)信息和數字化時(shí)代的到來(lái)，電子元件集成度越來(lái)越高，各種電子產(chǎn)品呈現出輕薄化、小型化的發(fā)展趨勢?？臻g越小，集成度越高，電子產(chǎn)品散熱問(wèn)題越發(fā)突出，因此無(wú)刷直流微電機被廣泛用于電子產(chǎn)品的散熱解決方案。

在電腦中，CPU等電子元器件的發(fā)熱大多采用無(wú)刷直流微電機散熱，因此無(wú)刷直流微電機用量巨大;現階段盛行的LED照明，由于受限于LED發(fā)光效率，發(fā)熱問(wèn)題也亟待解決，因此無(wú)刷直流散熱微電機也被用于LED照明的散熱。

2 單芯片散熱微電機驅動(dòng)電路方案

2.1 低壓5 V驅動(dòng)電路控制方案

該類(lèi)驅動(dòng)電路方案主要用在筆記本電腦、平板電腦及各種便攜式設備中，因此典型工作電壓只有5 V，最低電壓通常要求支持1.8 V。為減小印刷電路板面積，功率驅動(dòng)管多采用內部集成實(shí)現。針對該應用領(lǐng)域主要有以下兩大類(lèi)芯片。

2.1.1 需要定位傳感器的驅動(dòng)控制芯片

該類(lèi)芯片通過(guò)對定位傳感器(在無(wú)刷直流散熱微電機中多采用霍爾效應傳感器)給出的位置信息放大處理后控制電子換相器換相。此處以BD6966NUX為例說(shuō)明，整個(gè)控制過(guò)程如圖1所示。

圖中H+和H-是定位傳感器給出的轉子位置信息，經(jīng)運放放大后，控制OUT1和OUT2。在運放內部集成了功率驅動(dòng)管，放大倍數由式(1)給出：

UOUT2-UOUT1=-R1(UH+-UH-)/R2 (1)

根據BD6966NUX規格書(shū)描述，放大倍數為44.5 dB，約為168倍，因此R1/R2=168。

圖1中當定位傳感器信號UH+>UH-時(shí)，運放放大后UOUT1為高電平，UOUT2為低電平，電流由OUT1流向OUT2;當UH+

此外當傳感器信號較弱時(shí)，由于運放線(xiàn)性放大作用，輸出波形如圖2所示?；疑珔^域中傳感器信號幅度小，經(jīng)過(guò)168倍放大后在換相點(diǎn)附近驅動(dòng)能力線(xiàn)性增加或減少，實(shí)現了電機驅動(dòng)電流的軟開(kāi)關(guān)換相，有效降低了電機換相噪聲。