從開(kāi)窗到智能門(mén)鎖操作，亦或是大燈調節，電機驅動(dòng)器正無(wú)處不在，而且，隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，三相無(wú)刷電機在不斷代替老式的有刷電機，可靠性和效率得到大幅度提通常，簡(jiǎn)單的有刷電機由MOSFET組成的半橋或全橋來(lái)驅動(dòng)，具體取決于是否需要單向或雙向旋轉（見(jiàn)圖1），通過(guò)使用PWM輸入控制電流來(lái)控制速度。有刷電機技術(shù)成熟，因成本低廉且相對易于控制而被廣泛使用，但也由于有刷的換向器觸點(diǎn)和碳刷很容易磨損，導致其使用壽命大打折扣。 

 

相比而言，三相無(wú)刷電機在位置控制方面具有更大的靈活性，可以精確控制三相中每相的電流，以便將電機設置在特定的位置（參見(jiàn)圖2）。

 

同時(shí)，有刷電機中的機械換向被電子換向所取代，因為不存在碳刷磨損的情況，無(wú)刷電機的可靠性變得更高。 

 

圖 1：帶換向器的無(wú)刷電機

 

三相無(wú)刷電機可以通過(guò)簡(jiǎn)單的“六步”模塊換向進(jìn)行控制，即以旋轉的、相移的順序將能量施加到三相中的兩個(gè)?；蛘?，它還可以采用更復雜的正弦波或磁場(chǎng)定向控制方式，按照允許精確控制電機位置的曲線(xiàn)將能量逐漸施加到每個(gè)相上。為了促進(jìn)這種精確控制，三相無(wú)刷電機驅動(dòng)必須集成三個(gè)半橋（六個(gè)MOSFET）和用于每相單獨電流采樣的反饋放大器，用來(lái)控制設備準確地監控每相的電流。 

 

圖 2：三相無(wú)刷電機

 

MPS最新款三相無(wú)刷直流電機驅動(dòng)級產(chǎn)品系列MP6540 和 MP6540A ，可以提供業(yè)界領(lǐng)先的功率密度，采用5mmx5mm小型QFN封裝，該系列產(chǎn)品的工作電壓范圍為5.5V至35V，每相可提供高達3A的連續電流，峰值電流可達10A（PCB 面積適中，散熱條件良好）。   該系列電機驅動(dòng)器集成了三個(gè)功率級半橋，由6個(gè)50mΩN-溝道功率MOSFET組成，同時(shí)還集成了預驅動(dòng)器，柵極驅動(dòng)電源和電流采樣放大器。 其內部充電泵可為高側 MOSFET 柵極驅動(dòng)供電，通過(guò)采用涓流充電電路來(lái)維持足夠的柵極驅動(dòng)電壓，能在100%占空比下工作。該系列產(chǎn)品具有2種輸入方式：MP6540每相具有獨立的PWM和EN輸入，MP6540A每相具有獨立的高端和低端輸入。

 

內部功率MOSFET柵極預驅動(dòng)具有自動(dòng)死區時(shí)間控制功能，可以防止在切相時(shí)出現直通 ，同時(shí)自動(dòng)同步整流功能可以消除續流電流，以實(shí)現最大效率。其內部安全功能包括過(guò)溫關(guān)斷，欠壓鎖定和過(guò)流保護（見(jiàn)圖3）。 

 

圖 3：MP6540/MP6540A 無(wú)刷電機驅動(dòng)器功能框圖

 

MP6540 和 MP6540A 均采用單片設計，利用MPS專(zhuān)有的芯片倒裝工藝，可以直接通過(guò)封裝引線(xiàn)框架來(lái)散熱。圖中長(cháng)條形的焊盤(pán)通過(guò)銅柱直接連接到內部高端和低端MOSFET，最大限度地降低了PCB鋪銅的熱阻。焊盤(pán)上接入PCB電源和接地層的小通孔，能夠進(jìn)一步改善電機驅動(dòng)器的散熱 （見(jiàn)圖4和圖5）。 

 

圖 4：封裝截面圖，晶圓與引線(xiàn)框架通過(guò)銅柱直接相連

 

圖 5：FC-QFN 封裝正反面

 

圖6 顯示了一個(gè)2層PCB示例，該示例實(shí)物為厚度為1.6mm的5cmx5cm FR4電路板（1盎司銅）。 

 

圖 6：PCB 頂層

 

MP6540驅動(dòng)4A 直流無(wú)刷電機時(shí)獲得的熱像圖（見(jiàn)圖7）。 此示例使用2層板4cmx4cm PCB（采用標準1盎司銅和1.6mm厚FR-4 PCB材料）。 

 

圖 7：熱像圖

 

MP6540 和 MP6540A 外形小巧，非常適用于緊湊型無(wú)刷電機應用，可支持多種控制方案，易于使用（產(chǎn)品已在-40至+ 125°C工業(yè)標準溫度范圍內測試完成）。

 

 

免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在于傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問(wèn)題，請聯(lián)系小編進(jìn)行處理。

 

推薦閱讀：