正科BLDC電機(jī)拆解:高效和長壽命兼具
2021-10-31 14:27:00 來源:半導(dǎo)體器件應(yīng)用網(wǎng) 作者:谷莫妮 點(diǎn)擊:14247
近些年來,一個(gè)年輕的電機(jī)市場正在逐漸興起,即是BLDC電機(jī)市場,相較于電機(jī)源遠(yuǎn)流長的歷史,BLDC電機(jī)的發(fā)展歷史至今也就50多年。
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,MCU和驅(qū)動(dòng)組件的廣泛應(yīng)用,使得無刷直流電機(jī)(BLDC電機(jī))的總體成本大大降低了,無刷直流電機(jī)因此得到了極大的發(fā)展,其總體成長率也高于電機(jī)的成長率。電機(jī)小型化是許多行業(yè)持續(xù)關(guān)注的問題,也是近年來的主要趨勢之一。
不論是生產(chǎn)、測試、日常實(shí)驗(yàn)室,還是運(yùn)動(dòng)和定位系統(tǒng)都需要更小、更強(qiáng)大的電機(jī),加上全球?qū)τ诃h(huán)境污染和生態(tài)的重視,以及各國逐漸出臺(tái)對(duì)于節(jié)能型制造業(yè)的政策支持,無刷電機(jī)行業(yè)有著非常明亮的發(fā)展前景。
根據(jù)Grandviewresearch的數(shù)據(jù)顯示,2027年全球無刷直流電機(jī)市場規(guī)模將達(dá)到272億美元。
本期將對(duì)正科無刷直流電機(jī)(BLDC電機(jī))進(jìn)行拆解,解鎖無刷直流電機(jī)(BLDC電機(jī))內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制。
無刷直流電機(jī)工作原理:
電機(jī)主要由永磁材料制造的定子、繞有線圈繞組的轉(zhuǎn)子(電樞 、換向器和電刷等構(gòu)成)。只要在電刷的A和B兩端通入一定的直流電流,電機(jī)的換向器就會(huì)自動(dòng)改變電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁場方向,這樣直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子就會(huì)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下去,無刷直流電機(jī)性能上相較一般的傳統(tǒng)直流電機(jī)有很大優(yōu)勢,是當(dāng)今最理想的調(diào)速電機(jī)。
拆解過程預(yù)覽視頻(雙擊)
無刷直流電機(jī)(BLDC電機(jī))元器件一覽
MCU
廠家:意法半導(dǎo)體STM8S系列
STM8S系列特點(diǎn):n
1.速度達(dá)20 MIPS的高性能內(nèi)核
2.抗干擾能力強(qiáng),品質(zhì)安全可靠
3. 領(lǐng)先的130納米制造工藝,優(yōu)異的性價(jià)比
4. 程序空間從4K到128K, 芯片選擇從20腳到80腳,寬范圍產(chǎn)品系列
5. 系統(tǒng)成本低,內(nèi)嵌EEPROM和高精度RC振蕩器
6.開發(fā)容易,擁有本地化工具支持
最低供應(yīng)電流為5?,運(yùn)行模式:每兆赫230?。
參數(shù):
應(yīng)用:汽車電子、工業(yè)應(yīng)用、消費(fèi)電子、醫(yī)療設(shè)備等。
意法半導(dǎo)體STM8S系列產(chǎn)品規(guī)格說明
三相250V柵極驅(qū)動(dòng)器
廠家:峰岹
型號(hào):FD6288T
FD6288T 是一款集成了三個(gè)獨(dú)立的半橋柵極驅(qū)動(dòng)集成電路芯片,專為高壓、高速驅(qū)動(dòng) MOSFET 設(shè)計(jì),內(nèi)置 VCC/VBS 欠壓(UVLO)保護(hù)功能、直通防止和死區(qū)時(shí)間和輸入信號(hào)濾波。
特點(diǎn):
1.懸浮絕對(duì)電壓+250V
2.電源電壓工作范圍:5.0~20V
3.集成三個(gè)獨(dú)立的半橋驅(qū)動(dòng)
4.輸出電流+1.5A/-1.8A
5.3.3V/5V輸入邏輯兼容
6.內(nèi)置200ns死區(qū)時(shí)間
7.高低端通道匹配
8.輸出與輸入同相
參數(shù):
應(yīng)用:電機(jī)驅(qū)動(dòng)
二極管
ADI 低功耗功耗運(yùn)算放大器
ADI公司的低功耗運(yùn)算放大器能夠在許多應(yīng)用中提供多種優(yōu)勢,如延長電池壽命、簡化終端設(shè)備的散熱管理、降低自發(fā)熱以盡量降低熱相關(guān)的失調(diào)漂移,以及降低系統(tǒng)總功耗和成本等。提供高功效器件,同時(shí)又不犧牲速度、噪聲性能和精度。
產(chǎn)品規(guī)格說明
三端穩(wěn)壓器
廠家:江蘇長電科技
型號(hào):CJ 78L05
三端穩(wěn)壓器
廠家:江蘇長電
型號(hào):CJ 78L12
產(chǎn)品規(guī)格
電容
廠家:深圳市宏遠(yuǎn)納川電子有限公司
參數(shù):47? 35V
41F雙極鎖存型霍爾
封裝:TO-92
產(chǎn)品規(guī)格(僅供參考)
華潤微電子-MOS
總結(jié)
正科這款無刷直流電機(jī)(BLDC電機(jī))凸出的優(yōu)勢在于:
從微控制器方面看,正科無刷直流電機(jī)搭載的是意法半導(dǎo)體的STM8S系列的MCU,新產(chǎn)品嵌入的 130nm 非易失性存儲(chǔ)器是當(dāng)前 8 位微控制器中最先進(jìn)的存儲(chǔ)技術(shù)之一,并提供真正的 EEPROM 數(shù)據(jù)寫入操作,可達(dá) 30 萬次擦寫極限。與此同時(shí),在家用電器、加熱通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化、電動(dòng)工具、個(gè)人護(hù)理設(shè)備和電源控制管理系統(tǒng)等各種產(chǎn)品設(shè)備中,新產(chǎn)品配備的豐富外設(shè)可支持精確控制和監(jiān)視功能。此外,此款MCU具有兼容性強(qiáng)、設(shè)計(jì)靈活有彈性等優(yōu)點(diǎn)。
從驅(qū)動(dòng)控制方面看,正科無刷直流電機(jī)(BLDC電機(jī))的驅(qū)動(dòng)IC采用的是峰岹FD6288T系列的芯片,集成了三個(gè)獨(dú)立的半橋柵極驅(qū)動(dòng)集成電路芯片,能夠滿足對(duì)高壓、高速 MOSFET的驅(qū)動(dòng)需要。同時(shí),其內(nèi)置多種功能,能防止功率管在過低的電壓下工作,有效保護(hù)功率器件,防止輸入噪聲干擾。
此外,正科這款無刷電機(jī)內(nèi)置三個(gè)霍爾位置傳感器 ,它能夠準(zhǔn)確采樣轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置,所以更能穩(wěn)定可靠運(yùn)行。同時(shí),霍爾也存在一定幾率的老化不良等問題,對(duì)電機(jī)的整個(gè)壽命產(chǎn)生一定的影響。
總的來說,在直流電機(jī)中,與其他電機(jī)直流電機(jī)相比,無刷直流電機(jī)(BLDC電機(jī))不需要另外加載啟動(dòng)繞組,同時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)負(fù)載突變時(shí)產(chǎn)生振蕩和失步。BLDC使用電子換向器替代碳刷,更可靠、更安靜,運(yùn)行效率更高,使用功耗也會(huì)隨之減少,產(chǎn)品壽命也會(huì)更長。
從長期使用性價(jià)比角度看,無刷直流電機(jī)(BLDC電機(jī))是首選。
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