單芯片無(wú)刷直流散熱微電機驅動(dòng)電路綜述

由于該類(lèi)方案驅動(dòng)電源最高達18 V，之前線(xiàn)性放大軟開(kāi)關(guān)控制方式，在傳感器信號幅度較低時(shí)發(fā)熱大，易造成驅動(dòng)芯片損壞，因此當傳感器信號差值小于設定值時(shí)邏輯電路直接將集成的功率橋中上端驅動(dòng)管關(guān)斷，同時(shí)開(kāi)啟下端驅動(dòng)管，讓負載電機電流采用下端續流。

2.3 高壓大功率應用解決方案

該類(lèi)解決方案主要用在服務(wù)器、測試設備、工業(yè)控制及辦公設備的散熱系統中。通常驅動(dòng)電壓高、驅動(dòng)功率大，因此功率管多采用外置方式實(shí)現。代表解決方案有LB11967和LB11867。該類(lèi)方案的特點(diǎn)是驅動(dòng)功率大、驅動(dòng)電壓高、功率驅動(dòng)管外置、外部線(xiàn)路復雜。圖6以L(fǎng)B11 867為例來(lái)闡述該類(lèi)解決方案。在該應用線(xiàn)路中有幾點(diǎn)需要說(shuō)明：

①應用線(xiàn)路中A框線(xiàn)路設定電機PWM調速曲線(xiàn)的斜率，B框控制電機的最低轉速;②電阻Rsense用于設定流過(guò)功率管的最大驅動(dòng)電流，Rse nse越大，功率驅動(dòng)管能流過(guò)的電流越小;③電阻R1，R2取值越大，外置功率管柵源電壓越大，導通電阻越小(不超過(guò)柵源耐壓值)，發(fā)熱越小，驅動(dòng)效率也越高;④C5設定軟啟動(dòng)時(shí)間。C5越大啟動(dòng)時(shí)間越長(cháng)，啟動(dòng)瞬間電流越小。但C5不宜過(guò)大，過(guò)大時(shí)散熱電機有可能還未正常啟動(dòng)就直接進(jìn)入鎖定狀態(tài)，因此C5取值應根據電機特性?xún)?yōu)化。

圖7詳細分析了軟啟動(dòng)實(shí)現原理：驅動(dòng)芯片上電或散熱電機鎖定時(shí)，S-S引腳(接C5電容)會(huì )強行拉高至比CPWM引腳三角波電壓高，當鎖定保護和上電動(dòng)作完成后，S-S引腳電壓會(huì )被強行拉低至CPWM三角波電壓高點(diǎn)，然后釋放。由于S-S引腳外接有C5，在芯片內部電流沉作用下緩慢放電，放電斜率由C5和S-S引腳電流沉電流(規格書(shū)上標注為0.5μA)決定。

3 結論

隨著(zhù)科技的飛速發(fā)展，電子產(chǎn)品呈現輕薄化、小型化的發(fā)展趨勢，單芯片無(wú)刷直流散熱微電機驅動(dòng)電路發(fā)展新方向主要有：①內置定位傳感器驅動(dòng)電路。采用標準半導體工藝，單芯片集成定位傳感器。如能實(shí)現上述設計，將大大減少驅動(dòng)芯片引腳，減少外圍器件，縮短系統工程師設計周期，同時(shí)還能減少電機驅動(dòng)電路板面積，有利于電機小型化和輕薄化;②單芯片精確設定電機轉速。當前無(wú)刷直流散熱微電機驅動(dòng)芯片多采用PWM方式控制電機轉速，且多為開(kāi)環(huán)控制方式。由于電機轉速不會(huì )隨PWM占空比完全線(xiàn)性變化，因此很難實(shí)現轉速精準控制。當前為實(shí)現轉速精確控制需使用微控單元，這大大增加了成本，因此采用閉環(huán)PWM控制方式實(shí)現電機轉速的精確控制必將是未來(lái)的發(fā)展方向;③低電源電壓驅動(dòng)芯片。當前系統復雜程度越來(lái)越高，為降低系統功耗，系統供電電壓越來(lái)越低，因此低電壓工作如1.5 V，甚至1.2 V電機驅動(dòng)芯片會(huì )是后續發(fā)展的又一方向。為實(shí)現低電壓驅動(dòng)，除設計時(shí)采用低電壓驅動(dòng)電路架構外，還需選用低閾值電壓半導體工藝進(jìn)行電路整合。