應(yīng)用于家電的高能效電機(jī)驅(qū)動方案設(shè)計(jì)

家電中通常要使用多種不同的電機(jī)來控制不同功能。電機(jī)包括交流(AC)電機(jī)和直流(DC)電機(jī)。其中DC電機(jī)包括有刷直流電機(jī)和無刷直流(BLDC)電機(jī)。BLDC電機(jī)分旋轉(zhuǎn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)，具有顯著的節(jié)能、低噪聲和優(yōu)異變速性能等特性，廣泛應(yīng)用于電冰箱、空調(diào)及洗衣機(jī)等家電應(yīng)用。

設(shè)計(jì)人員要設(shè)計(jì)高能效的家電產(chǎn)品，就需要在設(shè)計(jì)中選擇高能效的電源轉(zhuǎn)換及電機(jī)驅(qū)動/控制方案。安森美半導(dǎo)體積推動高能效創(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(jī)應(yīng)用，并介紹安森美半導(dǎo)體應(yīng)用于典型家電產(chǎn)品的電機(jī)驅(qū)動及控制方案。

家電應(yīng)用要求及設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

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

除了要匹配不同的電壓/電流要求，工程師在家電應(yīng)用設(shè)計(jì)的另一共同挑戰(zhàn)是能耗問題。例如，如果風(fēng)扇驅(qū)動器的電路板內(nèi)置，就會產(chǎn)生熱量及并要求消耗額外的電能來把它冷卻。因此，工程師可能會同時(shí)要求高能效及具強(qiáng)力冷卻功能的電機(jī)。

圖1：用于家電的電機(jī)驅(qū)動器/控制器電壓/電流范圍概覽。

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

用于典型家電應(yīng)用的電機(jī)驅(qū)動器方案

1.電冰箱

據(jù)統(tǒng)計(jì)，高檔電冰箱中使用的電機(jī)最多，可能達(dá)5個(gè)或更多，典型應(yīng)用包括阻尼器、風(fēng)扇、制冰機(jī)、壓縮機(jī)、氣流調(diào)節(jié)及冷卻流泵等。最基礎(chǔ)功能的電冰箱也有壓縮電機(jī)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(jī)進(jìn)行氣流調(diào)節(jié)。制冰機(jī)可能使用2個(gè)電機(jī)，一個(gè)用于出冰，另一個(gè)用于清空制冰托盤。

圖2.電冰箱中的電機(jī)應(yīng)用