电机驱动及控制领域的最明显趋势是采用无刷直流(BLDC)电机,但在考虑将设计转为BLDC时,必须要认真考虑这样做的原因。通过升级整合,BLDC马达和驱动系统的成本已经可以大幅度降低。无论是带传感器还是没有传感器的BLDC马达驱动器,主要考虑因素的是可靠性、可闻噪声和整体效率。
下面我们通过几个数据来考虑如何选择电机驱动IC
A4949:三相电机单芯片无霍尔正弦波驱动
适合应用:小功率风机,水泵,CPU水冷泵等
此芯片集成了正弦信号驱动功能,以尽可能减小中等功率产品的可闻噪声和振动。提供汽车级和商业级选择。
主要优点:
180°正弦信号驱动 - 低可闻噪声和振动
根据 Allegro 的无传感器算法获得电机位置,无需外部霍尔传感器
有AEC-Q100 认证等级可选 - 适合汽车应用场合
SOIC8小型封装,单芯片应用,集成度高,外围元器件极少
性价比高,易于开发
A5931:20W单芯片三相电机无霍尔正弦波驱动
适合应用:20W左右风机,服务器散热风机,排气风扇,无叶风扇,水泵及其它三相无刷电机控制应用
主要优点:
180°正弦信号驱动 - 低可闻噪声和振动
根据 Allegro 的无传感器算法获得电机位置,无需外部霍尔传感器
速度闭环控制,PWM调速
FG(速度)和 RD (堵转) 输出反馈
单电源供电,5V-18V
CW/CCW 方向控制
更低的输出阻抗 Rdson
提供两种相位超前设置:线性相位超前和自动相位超前
较低的待机电流 – 待机电流小于10mA
集成度高,有利于减少PCB的面积,更少的外部元器件可以减低整体成本
集成EEPROM可编程,可编程速度曲线,减少MCU,进一步减低设计成本
堵转保护 – 检测到堵转后关闭输出,维持一段时间后重新启动
过流限制 (OCL) – 过流限制可编程,当电流到达过流限制值后关闭一段时间后重新开启(不需要外部限流电阻)
过流保护 (OCP)– OCP值高于OCL值,电流抽发OCP后,输出关闭不重启。主要用于短路保护
欠压保护
过温保护 – 芯片结温超过165度后芯片自动关闭
电源电压启动补偿 – 输入电压波动时,启动时自动补偿,确保宽范围的可靠启动
软起动 – 可编程软起动减小了对电源的冲击电流
睡眠模式 – 待机电流小于10uA
防反转-如果起动瞬间,风扇旋转方向正确,A5931便继续正常起动,进入闭环控制
如果起动瞬间,风扇向相反的方向转,A5931立刻刹车,然后再次起动
A5941:三相电机单芯片无霍尔正弦波驱动
适合应用:小功率风机,冰箱风机,服务器风机等
主要优点:
三相无霍尔直流无刷电机驱动器
u不需要霍尔
u正弦波起动和运行,减小了噪音和抖动
PWM调速或者电压调速
FG速度输出信号
可编程EEPROM更好地适应各种风机应用
默认参数可以实现几乎所有马达的可靠起动
可以通过进一步地编程优化马达性能
宽电源电压供电4V to 18V
高可靠性设计:
u过热保护
u电流限制
u短路保护
u锁定保护
A5932:外置MOS三相电机无霍尔正弦波驱动
A5932 是三相无传感器 BLDC 风扇 MOSFET 门驱动器,它集成了正弦信号驱动功能,可以最大限度减小高功率风扇的可闻噪声和振动。启动时,将正弦电压施加到电机绕组,以实现安静启动,并逐渐使电机达到要求的转速。通过对 SPD 输入施加占空比指令来控制电机速度。速度输入可以在较宽的频率范围内工作。
适合应用:功率风机,功率水泵及其它大功率三相无刷电机控制应用
主要优点:
180°正弦信号驱动 - 低可闻噪声和振动
根据 Allegro 的无传感器算法获得电机位置,无需外部霍尔传感器
5V 至 50V 工作电压范围:宽工作电源电压范围适用于各种应用
速度闭环控制,PWM和电压调速
集成EEPROM可编程,可编程速度曲线,减少MCU,进一步减低设计成本
电源电压启动补偿 – 输入电压波动时,启动时自动补偿,确保宽范围的可靠启动
软起动 – 可编程软起动减小了对电源的冲击电流
RD信号输出
Fault信号输出
FG信号输出
正反转控制
Brake 控制
过流限制 (OCL)
过流保护 (OCP)
欠压保护
过温保护
堵转保护
A4964:车规认证无霍尔正弦驱动 BLDC 控制器
A4964 是三相无传感器、无刷直流 (BLDC) 电机控制器,适用于 N 沟道功率MOSFET,特别针对汽车应用而设计。其设计用于为系统提供电机控制功能,在该系统中,小型微控制器为中央 ECU 和智能故障和状态处理的通信接口。A4964 提供微控制器的电源和看门狗,以及微控制器与中央 ECU 和点火开关之间的高压接口。A4964 还可以作为独立单片机远程电机控制器运行。电机由三相正弦电流驱动器驱动,该换相无需单独的位置传感器,可通过电机反电动势的监控决定。无传感器启动方案包括正向和反向预旋转(风力发电)检测和同步,并使 A4964 适用于各种电机和负载组合。A4964 运行采用占空比(电压)控制、电流(转矩限制)控制和闭环速度控制。控制模式、工作模式和控制参数通过 SPI 兼容串行接口进行编程。单电流检测放大器通过串行接口提供峰值电流限制和平均电流测量。集成诊断提供欠压、过热和电源桥故障指示,并可在大多数短路条件下保护电源开关。A4964 采用 36 端子 QFN 和 32 引脚 QFP 封装,两种均带裸露的散热焊盘。
适合应用:汽车燃料、机油泵,汽车风机和鼓风机等
主要优点:
三相无传感器无刷直流电机控制的 FET 驱动器
带软启动三相正弦驱动
无传感器启动与换相
风电检测和同步
用于 N 通道 MOSFET 桥的自举栅极驱动
5.5 至 50V 电源电压
SPI 兼容接口
可编程控制模式:速度、电压、电流
峰值电流限制
通过 SPI 或 PWM 控制
用于换转率控制的可编程栅极驱动
带唤醒功能的 LIN/PWM 物理接口
带电流控制的逻辑电源稳压器
MCU 看门狗和复位
点火开关接口
诊断、状态、电流和速度反馈
由于BLDC马达的优化结构设计,其可靠性更高。在考虑无传感器BLDC马达驱动器时,起动时的可靠性至关重要,对启动参数进行良好的控制和衡量能够确保无传感器启动的可靠性。Allegro的马达驱动器IC具有高可编程性,因而可以驱动范围非常广泛的马达。如果设计的首要目标是降低系统成本,一般需要通过无传感器系统来实现,这样可以节省霍尔传感器、电线和连接器的成本。此外,诸如集成有闭环速度控制功能的马达可以减少甚至去除对系统微处理器的需求,从而能够进一步降低系统成本。
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