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正科BLDC电机拆解:高效和长寿命兼具

2021-10-31 14:27:00 来源:半导体器件应用网 作者:谷莫妮 点击:12471

近些年来,一个年轻的电机市场正在逐渐兴起,即是BLDC电机市场,相较于电机源远流长的历史,BLDC电机的发展历史至今也就50多年。

随着半导体技术的发展,MCU和驱动组件的广泛应用,使得无刷直流电机(BLDC电机)的总体成本大大降低了,无刷直流电机因此得到了极大的发展,其总体成长率也高于电机的成长率。电机小型化是许多行业持续关注的问题,也是近年来的主要趋势之一。

不论是生产、测试、日常实验室,还是运动和定位系统都需要更小、更强大的电机,加上全球对于环境污染和生态的重视,以及各国逐渐出台对于节能型制造业的政策支持,无刷电机行业有着非常明亮的发展前景。

根据Grandviewresearch的数据显示,2027年全球无刷直流电机市场规模将达到272亿美元。

本期将对正科无刷直流电机(BLDC电机)进行拆解,解锁无刷直流电机(BLDC电机)内部运行机制。

无刷直流电机工作原理:

电机主要由永磁材料制造的定子、绕有线圈绕组的转子(电枢 、换向器和电刷等构成)。只要在电刷的A和B两端通入一定的直流电流,电机的换向器就会自动改变电机转子的磁场方向,这样直流电机的转子就会持续运转下去,无刷直流电机性能上相较一般的传统直流电机有很大优势,是当今最理想的调速电机。

 

拆解过程预览视频(双击)

无刷电机元器件一览

无刷直流电机(BLDC电机)元器件一览

MCU

MCU

厂家:意法半导体STM8S系列

STM8S系列特点:n

1.速度达20 MIPS的高性能内核

2.抗干扰能力强,品质安全可靠

3. 领先的130纳米制造工艺,优异的性价比

4. 程序空间从4K到128K, 芯片选择从20脚到80脚,宽范围产品系列

5. 系统成本低,内嵌EEPROM和高精度RC振荡器

6.开发容易,拥有本地化工具支持

参数

最低供应电流为5㎂,运行模式:每兆赫230㎂。

参数:

参数

应用:汽车电子、工业应用、消费电子、医疗设备等。

意法半导体STM8S系列产品规格说明

意法半导体STM8S系列产品规格说明

三相250V栅极驱动器

三相250V栅极驱动器

厂家:峰岹

型号:FD6288T

FD6288T 是一款集成了三个独立的半桥栅极驱动集成电路芯片,专为高压、高速驱动 MOSFET 设计,内置 VCC/VBS 欠压(UVLO)保护功能、直通防止和死区时间和输入信号滤波。

特点:

1.悬浮绝对电压+250V

2.电源电压工作范围:5.0~20V

3.集成三个独立的半桥驱动

4.输出电流+1.5A/-1.8A

5.3.3V/5V输入逻辑兼容

6.内置200ns死区时间

7.高低端通道匹配

8.输出与输入同相

参数:

参数

应用:电机驱动

二极管

二极管

ADI 低功耗功耗运算放大器

ADI 低功耗功耗运算放大器

ADI公司的低功耗运算放大器能够在许多应用中提供多种优势,如延长电池寿命、简化终端设备的散热管理、降低自发热以尽量降低热相关的失调漂移,以及降低系统总功耗和成本等。提供高功效器件,同时又不牺牲速度、噪声性能和精度。

产品规格说明

产品规格说明

三端稳压器

三端稳压器

厂家:江苏长电科技

型号:CJ 78L05

 

产品规格
产品规格

三端稳压器

三端稳压器

厂家:江苏长电

型号:CJ 78L12

产品规格

产品规格

电容电容

厂家:深圳市宏远纳川电子有限公司

参数:47㎌ 35V

41F双极锁存型霍尔

41F双极锁存型霍尔

封装:TO-92

产品规格(仅供参考)

产品规格(仅供参考)

华润微电子-MOS

华润微电子-MOS

总结

正科这款无刷直流电机(BLDC电机)凸出的优势在于:

从微控制器方面看,正科无刷直流电机搭载的是意法半导体的STM8S系列的MCU,新产品嵌入的 130nm 非易失性存储器是当前 8 位微控制器中最先进的存储技术之一,并提供真正的 EEPROM 数据写入操作,可达 30 万次擦写极限。与此同时,在家用电器、加热通风空调系统、工业自动化、电动工具、个人护理设备和电源控制管理系统等各种产品设备中,新产品配备的丰富外设可支持精确控制和监视功能。此外,此款MCU具有兼容性强、设计灵活有弹性等优点。

从驱动控制方面看,正科无刷直流电机(BLDC电机)的驱动IC采用的是峰岹FD6288T系列的芯片,集成了三个独立的半桥栅极驱动集成电路芯片,能够满足对高压、高速 MOSFET的驱动需要。同时,其内置多种功能,能防止功率管在过低的电压下工作,有效保护功率器件,防止输入噪声干扰。

此外,正科这款无刷电机内置三个霍尔位置传感器 ,它能够准确采样转子的旋转位置,所以更能稳定可靠运行。同时,霍尔也存在一定几率的老化不良等问题,对电机的整个寿命产生一定的影响。

总的来说,在直流电机中,与其他电机直流电机相比,无刷直流电机(BLDC电机)不需要另外加载启动绕组,同时也不会出现负载突变时产生振荡和失步。BLDC使用电子换向器替代碳刷,更可靠、更安静,运行效率更高,使用功耗也会随之减少,产品寿命也会更长。

从长期使用性价比角度看,无刷直流电机(BLDC电机)是首选。

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