單芯片無刷直流散熱微電機驅動電路綜述

由于該類方案驅動電源最高達18 V，之前線性放大軟開關控制方式，在傳感器信號幅度較低時發熱大，易造成驅動芯片損壞，因此當傳感器信號差值小于設定值時邏輯電路直接將集成的功率橋中上端驅動管關斷，同時開啟下端驅動管，讓負載電機電流采用下端續流。

2.3 高壓大功率應用解決方案

該類解決方案主要用在服務器、測試設備、工業控制及辦公設備的散熱系統中。通常驅動電壓高、驅動功率大，因此功率管多采用外置方式實現。代表解決方案有LB11967和LB11867。該類方案的特點是驅動功率大、驅動電壓高、功率驅動管外置、外部線路復雜。圖6以LB11 867為例來闡述該類解決方案。在該應用線路中有幾點需要說明：

①應用線路中A框線路設定電機PWM調速曲線的斜率，B框控制電機的最低轉速;②電阻Rsense用于設定流過功率管的最大驅動電流，Rse nse越大，功率驅動管能流過的電流越小;③電阻R1，R2取值越大，外置功率管柵源電壓越大，導通電阻越小(不超過柵源耐壓值)，發熱越小，驅動效率也越高;④C5設定軟啟動時間。C5越大啟動時間越長，啟動瞬間電流越小。但C5不宜過大，過大時散熱電機有可能還未正常啟動就直接進入鎖定狀態，因此C5取值應根據電機特性優化。

圖7詳細分析了軟啟動實現原理：驅動芯片上電或散熱電機鎖定時，S-S引腳(接C5電容)會強行拉高至比CPWM引腳三角波電壓高，當鎖定保護和上電動作完成后，S-S引腳電壓會被強行拉低至CPWM三角波電壓高點，然后釋放。由于S-S引腳外接有C5，在芯片內部電流沉作用下緩慢放電，放電斜率由C5和S-S引腳電流沉電流(規格書上標注為0.5μA)決定。

3 結論

隨著科技的飛速發展，電子產品呈現輕薄化、小型化的發展趨勢，單芯片無刷直流散熱微電機驅動電路發展新方向主要有：①內置定位傳感器驅動電路。采用標準半導體工藝，單芯片集成定位傳感器。如能實現上述設計，將大大減少驅動芯片引腳，減少外圍器件，縮短系統工程師設計周期，同時還能減少電機驅動電路板面積，有利于電機小型化和輕薄化;②單芯片精確設定電機轉速。當前無刷直流散熱微電機驅動芯片多采用PWM方式控制電機轉速，且多為開環控制方式。由于電機轉速不會隨PWM占空比完全線性變化，因此很難實現轉速精準控制。當前為實現轉速精確控制需使用微控單元，這大大增加了成本，因此采用閉環PWM控制方式實現電機轉速的精確控制必將是未來的發展方向;③低電源電壓驅動芯片。當前系統復雜程度越來越高，為降低系統功耗，系統供電電壓越來越低，因此低電壓工作如1.5 V，甚至1.2 V電機驅動芯片會是后續發展的又一方向。為實現低電壓驅動，除設計時采用低電壓驅動電路架構外，還需選用低閾值電壓半導體工藝進行電路整合。