單芯片無刷直流散熱微電機驅動電路綜述

1 引言

隨著先進控制理論的應用及半導體技術的飛速發展，功率驅動組件切換頻率明顯提高，使得驅動部件功能日益強大，元件越來越少，可靠性顯著提高，無刷直流電機逐漸取代了有刷直流電機的使用領域。尤其是隨著信息和數字化時代的到來，電子元件集成度越來越高，各種電子產品呈現出輕薄化、小型化的發展趨勢。空間越小，集成度越高，電子產品散熱問題越發突出，因此無刷直流微電機被廣泛用于電子產品的散熱解決方案。

在電腦中，CPU等電子元器件的發熱大多采用無刷直流微電機散熱，因此無刷直流微電機用量巨大;現階段盛行的LED照明，由于受限于LED發光效率，發熱問題也亟待解決，因此無刷直流散熱微電機也被用于LED照明的散熱。

2 單芯片散熱微電機驅動電路方案

2.1 低壓5 V驅動電路控制方案

該類驅動電路方案主要用在筆記本電腦、平板電腦及各種便攜式設備中，因此典型工作電壓只有5 V，最低電壓通常要求支持1.8 V。為減小印刷電路板面積，功率驅動管多采用內部集成實現。針對該應用領域主要有以下兩大類芯片。

2.1.1 需要定位傳感器的驅動控制芯片

該類芯片通過對定位傳感器(在無刷直流散熱微電機中多采用霍爾效應傳感器)給出的位置信息放大處理后控制電子換相器換相。此處以BD6966NUX為例說明，整個控制過程如圖1所示。

圖中H+和H-是定位傳感器給出的轉子位置信息，經運放放大后，控制OUT1和OUT2。在運放內部集成了功率驅動管，放大倍數由式(1)給出：

UOUT2-UOUT1=-R1(UH+-UH-)/R2 (1)

根據BD6966NUX規格書描述，放大倍數為44.5 dB，約為168倍，因此R1/R2=168。

圖1中當定位傳感器信號UH+>UH-時，運放放大后UOUT1為高電平，UOUT2為低電平，電流由OUT1流向OUT2;當UH+

此外當傳感器信號較弱時，由于運放線性放大作用，輸出波形如圖2所示。灰色區域中傳感器信號幅度小，經過168倍放大后在換相點附近驅動能力線性增加或減少，實現了電機驅動電流的軟開關換相，有效降低了電機換相噪聲。