飛利浦電動新風口罩ACM055,元器件是如何選型的?經拆解后發現,該產品使用了新唐的8位嵌入式MCU芯片N76E003AQ20作為主控,圣邦微的SGM41562A充電IC和芯源的MP3414A同步升壓芯片,內置了曙鵬科技295mAh 3.8V鋰電池;雖然風扇電機型號未知,但采用了晶致AM2355N風扇電機驅動芯片。晶致AM2355N是一顆三相無傳感器直流風扇電機驅動芯片,通過PWM信號控制轉速,支持鎖定檢測,過熱關斷,過電流保護和正反轉控制,與單片機一起精準控制著電動口罩新風系統的工作。
圖1、飛利浦電動新風口罩拆解圖(圖源:我愛音頻網)
馬達/電機驅動芯片原理根據各種類型的馬達大不相同。馬達/電機驅動芯片一般指集成有CMOS控制電路和DMOS功率器件的芯片,利用它可以與主控、馬達和增量型編碼器構成一個完整的運動控制系統。電機驅動芯片可以用來驅動直流電機、交流電機或繼電器等感性負載。電機驅動芯片的應用范圍十分廣泛,包括驅動直流電機、步機電機、機器人舵機、電腦打印機與繪圖儀等。
圖2、不同馬達及其驅動芯片原理
據了解,電機驅動芯片領域,長期由德州儀器、意法半導體、亞德諾、東芝、英飛凌、賽普拉斯、安森美、羅姆、埃戈羅、松下、恩智浦、微芯、邁來芯等國際原廠主導,國內芯片公司起步較晚,市場占有率尚低,但近年來涌現出晶致、普誠科技、寬誠、峰岹、蘭科、矽塔科技、禹創半導體、禾潤、中微愛芯、瑞盟、矽源特、數明、艾為、天德鈺、菉華、圣邦微、靈動微、澎湃微、中科微、華之美半導體、智浦欣、芯朋微、思泰迪、必易微、巴丁微、富滿、拓爾微、率能半導體、信路達、航林、瑞納捷、燦瑞、芯進、國民技術等國產芯片原廠,這里面有賣單顆電機驅動芯片的,也有集成在MCU里的Turnkey方案。
馬達/電機在生活中隨處可見,玩具、風扇、電吹風、榨汁機、咖啡機、吸塵器、筋膜槍、電動牙刷、電動工具、智能鎖、智能手機、無人機、伺服器、風機、新能源汽車等,這些產品需要選擇合適的馬達/電機及其驅動芯片,這里給出一些到電機驅動芯片的選型參考。
1、晶致(Amtek)
型號 | 驅動類型 | 封裝 | 電壓 | 電流 |
AM7228S | 單相 | eTSSOP14 | 2.5-16 | 1.2A |
AM7229S | 單相 | eTSSOP14 | 2.5-16 | 1.2A |
AM3933 | 單相 | DFN10 3x3 | 1.8-8 | 1.0A |
AM3929 | 單相 | DFN8 2.5x2.5 | 1.8-8 | 0.8A |
AM1961 | 單相 | HTSSOP14 | 3.5-16 | 1.0A |
AM2355N | 三相無感 | DFN10 3x3 | 1.8-6 | 1.0A |
AM2825N | 三相無感 | QFN16 4x4 | 1.8-6 | 2.0A |
AM8931 | 三相無感 | DFN14 5x4 | 3.3-15 | 1.0A |
AM8935 | 三相無感 | DFN14 5x4 | 3.0-16 | 1.2A |
2、矽塔科技(SYTATEK)
3、普誠(PTC)
型號 | 輸入邏輯電壓(V) |
電源電壓范圍 (V) |
最大電流 (mA) |
引腳數量 | 封裝 |
PT2432 | 0~5 | 6~15 | 1500 | 16 | HTSSOP |
PT2502 | 0~5 | 6~24 | - | 28 | SSOP |
PT2505 | 0~5 | 6~24 | - | 24 | SSOP |
PT2511 | 0~5 | 7~28 | 1500 | 28,48 |
HTSSOP, QFN |
PT2522 | 0~5 | 5~28 | - | 32 | LQFP |
PT2581 | 0~3.3 | 3.3 | - | 48 | LQFP |
PT2513 | 0~3.3 | 5~16 | 1000 | 16 | HTSSOP |
4、寬誠(KCS)
5、蘭科(LANKE)
6、中微愛芯(I-CORE)
7、圣邦微(SGMICRO)
8、安趨(I-DRIVER)
9、巴丁微(BD MICRO)
以上10家芯片原廠的電機驅動芯片選型表,僅是九牛一毛。各類電機驅動電路的設計中,工程師還得做以下關鍵考慮:
1. 電機類型、轉速和轉向。對于單向的電機驅動,只要用一個大功率三極管或MOS直接帶動電機即可,當電機需要雙向轉動時,可以使用由4個功率元件組成的H橋電路,通過改變流入電機的電流方向從而改變電機轉向。如果需要調速,可以使用三極管,MOS等開關元件實現PWM(脈沖寬度調制)調速。(PWM控制通常配合橋式驅動電路實現直流電機調速,電機的轉速與電機兩端的電壓成比例,而電機兩端的電壓與控制波形的占空比成正比,因此電機的速度與占空比成比例,占空比越大,電機轉得越快,當占空比α=1 時,電機轉速最大)
2. 設計適合的PWM調速的電機驅動電路,驅動芯片選型得注意以下性能指標:
1) 輸出電流和耐壓,它決定著電路能驅動多大功率的電機。
2) 效率,節省電源同時減少驅動電路的發熱。可以從保證功率器件的開關工作狀態和防止共態導通(在需要設計為H橋時)入手。
3) 對控制輸入端的影響,是否使用隔離式驅動IC。
4) 對電源的影響。
5) 可靠性。在系統應用中,由于門極驅動連接著邏輯控制單元與功率變換單元,門極驅動芯片的穩定性對整個系統的可靠性起著至關重要的作用。
因此,不同的應用場合,采用不同的驅動方案是必要的。
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