三相無刷直流電機問市,GC4931讓電機設計更緊湊更靈活
近年來,隨著消費者對日用電器“智能化”的呼聲越來越高,利用小型電機實現基本自動機械功能需求也逐步激增。這些電機驅動器按照制動類別劃分,被廣泛用于家用電器、家居及工業自動化以及汽車電子設備等應用中。
從開窗到智能門鎖操作,亦或是大燈調節,電機驅動器正無處不在,而且,隨著技術的發展,三相無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,簡單的有刷電機由MOSFET組成的半橋或全橋來驅動,具體取決于是否需要單向或雙向旋轉(見圖1),通過使用PWM輸入控制電流來控制速度。有刷電機技術成熟,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(參見圖2)。
同時,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,無刷電機的可靠性變得更高。
三相無刷電機可以通過簡單的“六步”模塊換向進行控制,即以旋轉的、相移的順序將能量施加到三相中的兩個。或者,它還可以采用更復雜的正弦波或磁場定向控制方式,按照允許精確控制電機位置的曲線將能量逐漸施加到每個相上。為了促進這種精確控制,三相無刷電機驅動必須集成三個半橋(六個MOSFET)和用于每相單獨電流采樣的反饋放大器,用來控制設備準確地監控每相的電流。
GC4931F/S 是一款三相無刷直流電機預驅動芯片。 芯片可以驅動N型功率MOSFET,最高電源到 36V。芯片狀態切換邏輯受三個相位差為 120°的霍爾輸入確定。兼容替代A4931,MS4931芯片集成固定衰減時間的脈沖調制來控制電流并且抑制勵磁涌流;堵轉保護時間可調;過溫保護,過壓監測,同步整流等等。其中內置的同步整流器通過在衰減周期內,打開合適的低內阻的開關管以取代反向續流二極管來降低功耗。當芯片監測到過壓時芯片會關斷同步整流以減小變化電流引起的電源電壓波動。
GC4931F/S 的邏輯輸入腳有使能控制(ENABLE),方向控制(DIR),剎車控制(BRAKE);邏輯輸出腳有 FG1,FG2 與霍爾信號對應,可以用來監測轉動速度。
芯片工作溫度從-20~105℃。
封裝形式采用 5mmx5mm 的 QFN 28 腳,底部有散熱片。
GC4931F 工作電壓低至 4.7V,GC4931S
最低工作電壓在 7V.
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