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高性能直流无刷电机控制芯片LB1690电路图

作者:dolphin时间:2017-02-13

高性能直流无刷电机控制芯片LB1690 近年来,直流无刷电机以其效率高、噪音小、启动力矩大、免维护(相对于有刷电机),在微特电机领域得到了越来越广泛的应用。众所周知,电动自行车电机大致有两种:一种是有刷齿轮减速型,一种是典型的稀土高性能直流无刷电机,后者以低噪音、高性能逐步占据了主导地位。

下面介绍日本三洋公司三相无刷直流电机驱动芯片LB1690,该芯片用于“换新风”、“清新空调”直流无刷换气风机的驱动控制。它具有如下功能:耐压45V,2.5A电流输出;过电流限制;热关断电路;HALL磁滞放大器;FG输出。其允许工作电压范围见表1,引脚功能见表2。其FG输出波形见图1。

1. 位置检测电路(霍尔元件输入电路) 位置检测电路是30mV型磁滞微分放大器。直流工作电平,通常情况下输入电压应在1.5V到Vcc~1.8V以内,推荐输入电平至少3倍的磁滞水平(120到160mVp-p)。

2. 限流电路 限流通过改变灌侧晶体管饱和与不饱和来实现。在限流器工作时,特别注意不要超过最大输出电流(2.5A)。给Vin设置限流器(推荐限流值不超过最大值的60%~70%,且须设一较短的延迟时间)。

3. 保护电路 1)低电压保护电路 如果Vcc电压跌落到标准电压以下,灌侧输出将被关断,该电路能阻止故障。 2)过热关断电路 如果结温超过标准温度,灌侧输出将被关断。

4. Vm最小电压 Vm供电电压须高于Vcc。

5. FG输出电路 该电路结合IN1、IN2、IN3位置检测信号,形成波形,最后输出结果。输出频率正比于旋转速度,FG1是一路位置检测信号的一倍,FG2为3倍。 风机控制驱动电路原理见图2。 电源Vcc经IC1稳压芯片稳压后输出5V,一路经电容C6滤波后送LB1690,作为其工作电源。一路经电阻R4、R6分压限流给霍尔元件供电。

从电机电流相位角度考虑,霍尔元件H1、H2、H3相当于直流有刷电机的电刷,起到检测转子位置的作用,霍尔元件检测到的信号经电容C7、C8、C9滤波,送到磁滞放大器,经信号处理后送逻辑运算器,最后输出六路信号,以一定的逻辑关系控制功率管T1、T2、T3、T4、T5和T6的导通和关断。

T1~T6组成三相功率桥给电动机绕组供电;D1~D6为相应的反向续流二极管;A、B、C为直流无刷电机的三相绕组,在正常情况下,任一瞬间总有两个功率管导通,且有六种导通方式不断循环,为T1、T2→T2、T3→T3、T4→T4、T5→T5、T6→T6、T1→T1、T2……每个循环对应电动机转过1对极,绕组电流变化一个基本周期。

六种通电方式完全对称,所以,在稳定运行情况下,直流无刷电机的机电能量总过程是以1/6基本周期为重复周期的。C3、C4、C5为三相功率输出的滤波电容,滤去影响电机噪音的高次谐波;C1、C2为电源Vcc的滤波电容;Rf为限流电阻,当Rf上的压降超过0.5V时,功率桥下侧功率管便封闭输出,从而停止给电动机三相绕组通电,起到保护功率管的作用;R1、R2、R3、R5、R7以及三极管组成风机的运转、停止的控制电路,当CON小于0.6V时,三极管截止,LB1690的{12}脚电位上拉至5V,风机运转;当CON为3~4V时,三极管导通,{12}脚电位便是R7、R5的风压电位2.5V左右,此时,风机停止运转。 直流无刷电机的前景是宽广的,其更高层次的提升很大程度取决于控制技术的发展,相信各大芯片制造商会不断推出新产品,加速直流无刷电机领域的延伸。



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