一般來(lái)說(shuō),無(wú)刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路主要有三大部分:控制器、柵極驅(qū)動(dòng)器(即我們常說(shuō)的預(yù)驅(qū)),以及功率 MOSFET/IGBT。而在無(wú)刷直流電機(jī)的控制系統(tǒng)中,常用的有 4 種解決方案。一是傳統(tǒng)的分立器件方案(MCU+柵極驅(qū)動(dòng)+功率MOS);二是將柵極驅(qū)動(dòng)器和功率 MOSFET 集成為 IPM 的方案(MCU+IPM);三是將柵極驅(qū)動(dòng)器集成進(jìn)控制器(MCU)的方案(MCU+MOS);四是將控制器、柵極驅(qū)動(dòng)器和功率 MOSFET 都集成在一起的 ASIC 集成解決方案。以上硬件設(shè)計(jì)組合不同來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制。
其中兩個(gè)極端的方案,一是分立器件方案,好處顯而易見(jiàn),通用性好,靈活性高;缺點(diǎn)也很明顯,即體積大,成本高。另一個(gè)就是 ASIC 方案,好處是高度集成化,外圍器件少,缺點(diǎn)是要么是電壓固定,要么功率固定,甚至有時(shí)功能也是固定的。產(chǎn)品適合的使用范圍較小。
為了破解這兩種極端的情況,市面上出現(xiàn)了另一種集成度比較高,有不失一定靈活性的方案,比如將預(yù)驅(qū)集成進(jìn) MCU,甚至將電源、預(yù)驅(qū)和驅(qū)動(dòng)都集成進(jìn) MCU 的解決方案。如:Qorvo 的 PAC 芯片就是屬于這類解決方案。當(dāng)然,這類方案也有一些缺點(diǎn),比如一旦選用了一個(gè)供應(yīng)商的方案,比較難去用其他家供應(yīng)商的芯片去 PIN2PIN 替換;維修成本相應(yīng)會(huì)變高等等。PAC電機(jī)控制重點(diǎn)介紹的產(chǎn)品包括 PAC5523、PAC5255、PAC5232、PAC5285、PAC5527、PAC5526及其開(kāi)發(fā)板。
Qorvo 的 PAC 家族產(chǎn)品主要是針對(duì)電機(jī)市場(chǎng)推出的集成化驅(qū)動(dòng)芯片,該芯片架構(gòu)包括 Arm Cortex M0 或 M4F 內(nèi)核的 MCU,外圍集成電源管理模塊,柵極驅(qū)動(dòng)模塊,專有的可配置模擬前端。
其中,M0 內(nèi)核的 PAC 產(chǎn)品可以做基礎(chǔ)功能,M4 內(nèi)核則可支持復(fù)雜功能,可集成復(fù)雜度更高的算法。 在模擬內(nèi)核方面,PAC 產(chǎn)品可支持不同的電壓標(biāo)準(zhǔn),48V 的產(chǎn)品主要應(yīng)用在 3 到 6 串電池類應(yīng)用中;70V 應(yīng)用在 5 到 8 串電池類應(yīng)用;160V 的產(chǎn)品支持 10 到 20 串電池類應(yīng)用;600V 的產(chǎn)品則支持 220V 市電輸入的家電類應(yīng)用。 PAC 40V/20W 的 BLDC 解決方案中,介紹了 Qorvo 新推出的集成芯片 PAC5285,該芯片是一款高度集成的低功耗 BLDC 控制器和驅(qū)動(dòng)器,在單個(gè)產(chǎn)品中集成了閃存可編程 MCU、電源管理、信號(hào)調(diào)理和三相 BLDC 逆變器。采用了 50MHz Arm Cortex- M0 內(nèi)核,具有 32kB 閃存和 8KB SRAM。PAC5285 還包含一個(gè) 40V 單電源輸入,非常適合用于 12V 電池供電應(yīng)用。直流-直流電荷泵將電源輸入轉(zhuǎn)換為 IC 和逆變器電源,穩(wěn)壓器用于 5V系 統(tǒng)電源、內(nèi)核和模擬電源。
對(duì)于 PAC5285是 Qorvo 極小型化和極簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的典型案例。別看 PAC5285 采用的是 M0 內(nèi)核,但仍可以使用正弦波算法。該芯片的幾個(gè)特點(diǎn): 一是電源部分,采用了 Charge Pump 模式,無(wú)需電感,只需要兩個(gè)電容,就能讓電壓從 20 幾伏降下來(lái)。也就是說(shuō)電源管理可以做到極簡(jiǎn)化。 二是驅(qū)動(dòng)極簡(jiǎn)化,可以直接引腳出來(lái)就接電機(jī)。 三是具備單電阻的差分運(yùn)放,可實(shí)現(xiàn)電流電測(cè),以方便正弦波驅(qū)動(dòng)。 四是封裝,做到了 6×6mm,還可以做到側(cè)邊上錫。
此外,PAC5285 還集成了差分放大器,用于檢測(cè)電機(jī)電流,實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)和電機(jī)控制。逆變器可配置為在過(guò)流、過(guò)壓、欠壓和過(guò)熱事件時(shí)關(guān)閉。該功率監(jiān)控器支持 ADC 在內(nèi)部對(duì)所有電源軌進(jìn)行采樣。該器件包含六個(gè) 40V/300mΩ MOSFET,支持三相 BLDC 電機(jī)應(yīng)用。,采用 PAC5285 的高集成度和單芯片可以顯著減小 PCB 尺寸和降低 BOM 成本,因此非常適合用于超級(jí)緊湊的低功耗 2 節(jié)至 6 節(jié)電池供電 BLDC 智能電機(jī)控制。PAC5285 消耗極低的休眠電流,12VDC 時(shí)僅為 8μA。因此,比較適合電動(dòng)牙刷等應(yīng)用。
PAC電機(jī)控制還有更加高級(jí)的 BLDC 控制器 PAC5526/5527 及其開(kāi)發(fā)板;
其中 PAC5527 使用的是 M4 內(nèi)核,該芯片內(nèi)的驅(qū)動(dòng)是電流型的,因此可以分別靈活調(diào)整其上升沿和下降沿的斜率,好處就是開(kāi)關(guān)損耗是可調(diào)整的。
PAC 產(chǎn)品的生態(tài)建設(shè),Qorvo 除了提供芯片,還有相應(yīng)的硬件資源、電機(jī)控制開(kāi)發(fā)板;參考設(shè)計(jì)、參考電機(jī)控制算法、MCU SDK、IDE 和 Programmer,以及第三方支持,有的第三方可以提供先進(jìn)的算法,以及一些 Turnkey 解決方案等。
PAC5xxx 產(chǎn)品組合提供市場(chǎng)上基于微控制器、最高效的電機(jī)控制器, 適用于家用電器、電動(dòng)工具、園藝工具、工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療設(shè)備、無(wú)人機(jī)和遙控車輛及其他應(yīng)用。作為 Qorvo 完整系列的電池供電和交流電機(jī)控制及驅(qū)動(dòng)解決方案的一部分,PAC5xxx 系列與 Qorvo 的低功耗、無(wú)線 Bluetooth? Low Energy 解決方案一起使用時(shí),還支持物聯(lián)網(wǎng)互連設(shè)備。
-
mcu
+關(guān)注
關(guān)注
146文章
17123瀏覽量
350976 -
驅(qū)動(dòng)器
+關(guān)注
關(guān)注
52文章
8226瀏覽量
146251 -
電機(jī)控制
+關(guān)注
關(guān)注
3534文章
1876瀏覽量
268735 -
PAC
+關(guān)注
關(guān)注
0文章
72瀏覽量
27907
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
評(píng)論