应用于家电的高能效电机驱动方案 压缩机, 电冰箱, 制冰机, 阻尼器, 电机

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关键字：电机驱动   高能效   家电   智能功率模块  
用于典型家电应用的电机驱动器方案

1. 电冰箱

据统计，高档电冰箱中使用的电机最多，可能达5个或更多，典型应用包括阻尼器、风扇、制冰机、压缩机、气流调节及冷却流泵等。最基础功能的电冰箱也有压缩电机和冷却流泵。较高端的产品使用风扇及阻尼器，利用电机进行气流调节。制冰机可能使用2个电机，一个用于出冰，另一个用于清空制冰托盘。



图2. 电冰箱中的电机应用



1) 压缩机驱动

所有的电冰箱都有压缩机。最新的压缩机使用工作电压为600 V的BLDC电机设计，要求电机驱动器具有高击穿电压、高能效及高可靠性。针对压缩机电机驱动应用，建议使用安森美半导体用于3相电机控制的智能功率模块(IPM)，如单分流电阻型的STK551U362A-E(10 A)和STK531U3x2x-E (5 A到10 A)，以及三分流电阻型的STK554U362A-E(10A)和STK534U3x2x-E(5A至10A)。

这些IPM使用安森美半导体独特的绝缘金属基板技术(IMST)，在铝板也就是在金属基板上搭建电子电路，使多种元件能够封装在同一个模块IC中，包括电阻和电容等分立无源元件、二极管和晶体管等分立有源元件，以及更复杂的IC或专用集成电路(ASIC)，如门极驱动器、数字信号处理器(DSP)、逻辑元件等。IMST也能使功率输出电路、控制电路及其外围电路贴装在相同基板上。这些IPM提供高能效、高可靠性及高安全性，跟采用分立元件实现的大电流设计相比，能帮助大幅减少元件数量，减小电路板占用空间，降低系统总成本，减少散热及提升可靠性。



图3：安森美半导体智能功率模块(IPM)采用IMST将多种元器件封装为模块。



2) 自动制冰机驱动

电冰箱自动制冰机使用有刷电机，一项功能是开启和关闭用于填充托盘的供应阀，另一项功能是一旦水结冰就翻转托盘。这两个功能都可以使用H桥电机驱动器来实现。安森美半导体提供用于自动制冰机电机驱动的器件包括LB1948M和LV8548M等。这些器件提供高击穿电压、高能效和变速控制等关键特性。其中，LB1948M是2通道、12 V低饱和电压驱动、正向/反向电机驱动器，采用强固的击穿设计，在待机模式下的电流消耗为零。LV8548M是单低导通阻抗DMOS驱动器，励磁模式包括满步及半步等，提供不同的步幅调节；这器件的导通阻抗仅为1 Ω，帮助提升能效；待机模式下的电流消耗同样为零，提供低能耗工作。

3) 通风电机
对于电冰箱而言，通过风机通风来排热是重要功能，要求电机驱动器具有安静驱动、高能效及变速控制等特性。安森美半导体提供应用于电冰箱通风的创新、高能效的无传感器型电机驱动器，如LV8804FV、LV8805SV及LB11685AV等三相驱动器。这些驱动器能够提供低能耗及低振动的工作，它们不要求霍尔传感器，因而能够减小电机尺寸。软启动功能使它们能够稳定地安静启动。LV8804FV、LV8805SV集成的软开关功能实现极为安静的电机工作。此外，锁保护功能用于在电机异常停转时关闭输出，因而保护驱动器。



图4：安森美半导体用于电冰箱的电机驱动及其它产品阵容。



4) 阻尼器
阻尼器用于起缓冲作用，当作用点运动很慢时，几乎没有阻力，而在作用点运动较快时阻力就明显增大，广泛用于电冰箱和洗衣机等应用。安森美半导体用于电冰箱阻尼器的电机驱动器包括LB1948M和LV8548M等。这些器件提供高击穿电压、高能效、低待机电流及变速控制等关键特性。