消除電刷、降低噪音:ROHM 的新型電機(jī)驅(qū)動器 IC
出處:網(wǎng)絡(luò)整理 發(fā)布于:2024-12-25 11:01:18
顯而易見的解決方案是消除電刷,這種方法導(dǎo)致了無刷直流電機(jī)。問題是:如何在沒有提供持續(xù)極性反轉(zhuǎn)的電刷的情況下使電機(jī)轉(zhuǎn)動?
總體思路是使用電子設(shè)備而不是機(jī)械設(shè)備進(jìn)行換向。如您所知,電機(jī)通常由全橋電路驅(qū)動。它們由四個組成,這些晶體管的排列使得直流電壓源提供的電流可以沿任一方向驅(qū)動通過負(fù)載。因此,即使驅(qū)動電路的電源始終為正,我們也可以反轉(zhuǎn)電機(jī)磁場的極性:

控制器+橋+霍爾
ROHM 的BU69090NUX (我們稱之為 6909)被描述為用于筆記本電腦冷卻風(fēng)扇的單相電機(jī)驅(qū)動器,盡管一些有創(chuàng)造力的讀者肯定可以找到其他(也許不太平凡)的應(yīng)用。

實(shí)際上位于 IC 封裝內(nèi)部。因此,您無法使用 6909 驅(qū)動房間另一側(cè)的電機(jī)。當(dāng)我瀏覽數(shù)據(jù)表時,我沒有看到任何有關(guān) IC 和電機(jī)之間必要的物理關(guān)系的具體信息。

6909 是一款單相器件,因為它有一個全橋用于驅(qū)動一個電機(jī)繞組。這與三相無刷直流電機(jī)形成鮮明對比,三相無刷直流電機(jī)具有三個繞組,因此需要由精心設(shè)計的換向方案控制的三個驅(qū)動電路。
霍爾信號
完成無刷直流電機(jī)控制不僅僅需要霍爾元件。您可以在框圖中看到霍爾信號通過偏移消除塊,然后被數(shù)字化。圖中未明確顯示的另一個功能是自動增益控制(AGC)。
我的理解是,反饋信號的幅度會根據(jù)電機(jī)的特性以及電機(jī)與芯片之間的距離而變化,也許會很大。 AGC 通過確保 6909 能夠自動補(bǔ)償這些不可預(yù)測的變化,使 6909 變得更加通用和用戶友好。這個相當(dāng)復(fù)雜的圖表直觀地傳達(dá)了 AGC 功能:

速度控制
調(diào)整電機(jī)速度在許多應(yīng)用中至關(guān)重要,因此 6909 也包含此功能也就不足為奇了。直流電機(jī)通常由固定電壓源驅(qū)動,因此我們無法通過改變實(shí)際驅(qū)動電壓來控制轉(zhuǎn)速。相反,我們通過脈寬調(diào)制驅(qū)動電路的輸出來改變傳遞到繞組的平均電壓。
6909 的速度控制是通過 PWM 輸入引腳實(shí)現(xiàn)的,該引腳(間接)控制電機(jī)驅(qū)動信號的 PWM 占空比。

輸出信號的 PWM 特性比輸入信號的 PWM 特性更為復(fù)雜。下圖非常詳細(xì)地說明了 6909 的實(shí)際工作原理:

OUT1/OUT2 電機(jī)驅(qū)動信號的極性隨著檢測到的磁極性的變化而反轉(zhuǎn)。
FG 輸出信號可用于通知另一個組件有關(guān)電機(jī)狀態(tài)的信息。
輸入 PWM 控制輸出 PWM,但頻率不相同,并且輸出 PWM 在轉(zhuǎn)換事件之前和之后發(fā)生變化(這稱為“軟”功能)。
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