單芯片無(wú)刷直流散熱微電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路綜述

由于該類方案驅(qū)動(dòng)電源最高達(dá)18 V，之前線性放大軟開關(guān)控制方式，在傳感器信號(hào)幅度較低時(shí)發(fā)熱大，易造成驅(qū)動(dòng)芯片損壞，因此當(dāng)傳感器信號(hào)差值小于設(shè)定值時(shí)邏輯電路直接將集成的功率橋中上端驅(qū)動(dòng)管關(guān)斷，同時(shí)開啟下端驅(qū)動(dòng)管，讓負(fù)載電機(jī)電流采用下端續(xù)流。

2.3 高壓大功率應(yīng)用解決方案

該類解決方案主要用在服務(wù)器、測(cè)試設(shè)備、工業(yè)控制及辦公設(shè)備的散熱系統(tǒng)中。通常驅(qū)動(dòng)電壓高、驅(qū)動(dòng)功率大，因此功率管多采用外置方式實(shí)現(xiàn)。代表解決方案有LB11967和LB11867。該類方案的特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)功率大、驅(qū)動(dòng)電壓高、功率驅(qū)動(dòng)管外置、外部線路復(fù)雜。圖6以LB11 867為例來(lái)闡述該類解決方案。在該應(yīng)用線路中有幾點(diǎn)需要說(shuō)明：

①應(yīng)用線路中A框線路設(shè)定電機(jī)PWM調(diào)速曲線的斜率，B框控制電機(jī)的最低轉(zhuǎn)速;②電阻Rsense用于設(shè)定流過(guò)功率管的最大驅(qū)動(dòng)電流，Rse nse越大，功率驅(qū)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(dǎo)通電阻越小(不超過(guò)柵源耐壓值)，發(fā)熱越小，驅(qū)動(dòng)效率也越高;④C5設(shè)定軟啟動(dòng)時(shí)間。C5越大啟動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，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(jī)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(yīng)根據(jù)電機(jī)特性優(yōu)化。

圖7詳細(xì)分析了軟啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)原理：驅(qū)動(dòng)芯片上電或散熱電機(jī)鎖定時(shí)，S-S引腳(接C5電容)會(huì)強(qiáng)行拉高至比CPWM引腳三角波電壓高，當(dāng)鎖定保護(hù)和上電動(dòng)作完成后，S-S引腳電壓會(huì)被強(qiáng)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(nèi)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(guī)格書上標(biāo)注為0.5μA)決定。

3 結(jié)論

隨著科技的飛速發(fā)展，電子產(chǎn)品呈現(xiàn)輕薄化、小型化的發(fā)展趨勢(shì)，單芯片無(wú)刷直流散熱微電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路發(fā)展新方向主要有：①內(nèi)置定位傳感器驅(qū)動(dòng)電路。采用標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝，單芯片集成定位傳感器。如能實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)，將大大減少驅(qū)動(dòng)芯片引腳，減少外圍器件，縮短系統(tǒng)工程師設(shè)計(jì)周期，同時(shí)還能減少電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路板面積，有利于電機(jī)小型化和輕薄化;②單芯片精確設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速。當(dāng)前無(wú)刷直流散熱微電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片多采用PWM方式控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，且多為開環(huán)控制方式。由于電機(jī)轉(zhuǎn)速不會(huì)隨PWM占空比完全線性變化，因此很難實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速精準(zhǔn)控制。當(dāng)前為實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)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(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)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(qū)動(dòng)芯片。當(dāng)前系統(tǒng)復(fù)雜程度越來(lái)越高，為降低系統(tǒng)功耗，系統(tǒng)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(jī)驅(qū)動(dòng)芯片會(huì)是后續(xù)發(fā)展的又一方向。為實(shí)現(xiàn)低電壓驅(qū)動(dòng)，除設(shè)計(jì)時(shí)采用低電壓驅(qū)動(dòng)電路架構(gòu)外，還需選用低閾值電壓半導(dǎo)體工藝進(jìn)行電路整合。