高可靠BLDCM驅(qū)動(dòng)電路換相控制法研究.pdf

1、隨著信息時(shí)代和數(shù)字化時(shí)代的到來，電子元件集成度愈來愈高，各種消費(fèi)類電子產(chǎn)品呈現(xiàn)出輕薄化，小型化的發(fā)展趨勢(shì)?？臻g越來越小，集成度越來越高，電子產(chǎn)品散熱問題愈發(fā)突出，因此無刷直流電機(jī)（BLDCM，Brushless DC Motor）被廣泛使用。然而各種 BLDCM驅(qū)動(dòng)電路換相控制國(guó)內(nèi)鮮有涉及，國(guó)際上也主要為兩家大廠所壟斷，如日本的Sanyo和Rohm，因此研究BLDCM驅(qū)動(dòng)電路換相控制具有重要的學(xué)術(shù)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
　　本論文主要對(duì)

2、高可靠 BLDCM驅(qū)動(dòng)電路換相控制進(jìn)行研究。通過分析工作原理，研究了高可靠 BLDCM驅(qū)動(dòng)電路的換相控制法。主要包括：反沖電壓產(chǎn)生及抑制機(jī)理與抑制方法；研究 BLDCM換相的軟開關(guān)控制法。創(chuàng)新性提出兩種換相控制電路：反沖電壓抑制電路與軟開關(guān)換相控制電路。具體創(chuàng)新如下：
　?、偬岢鲆环N感性負(fù)載反沖吸收電路（KAC，Kickback Absorption Circuit：IEEE T-IE，2011.02）。該電路利用高速比較器檢測(cè)感

3、性反沖電壓是否出現(xiàn)。一旦檢測(cè)到反沖電壓，高速比較器會(huì)產(chǎn)生一組邏輯控制信號(hào)用以調(diào)整 H橋的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電流續(xù)流以吸收反沖電壓。此吸收電路可完全集成至驅(qū)動(dòng)IC內(nèi)部，同時(shí)無需外置功率齊納二極管和大電容。該電路主要用于功率管內(nèi)置的單相BLDCM驅(qū)動(dòng)電路。該反沖電壓吸收電路已成功通過UMC0.6μm18V2P2M BCD工藝流片驗(yàn)證。在散熱BLDCM上實(shí)測(cè)：未加反沖電壓吸收電路時(shí)，反沖電壓超過4.9V，加反沖電壓吸收電路后反沖電壓只有1.5V。

4、
　?、谔岢鲆环N反沖電壓抑制驅(qū)動(dòng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（Electronics and Signal Processing，2011.06）。新驅(qū)動(dòng)拓?fù)湟肓穗娫捶蛛x電路，當(dāng)反沖電壓出現(xiàn)時(shí)，該拓?fù)淠茏詣?dòng)控制外置 H橋工作以抑制反沖電壓。新驅(qū)動(dòng)拓?fù)錈o需功率齊納二極管，大電容和高速檢測(cè)比較器。此外該驅(qū)動(dòng)拓?fù)洳粫?huì)增加任何元器件。該電路主要用于功率管外置的單相BLDCM驅(qū)動(dòng)電路。該驅(qū)動(dòng)拓?fù)湟淹ㄟ^本論文設(shè)計(jì)的功率管外置驅(qū)動(dòng)IC驗(yàn)證：實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)采用傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)

5、拓?fù)?，反沖電壓超過30V，采用新驅(qū)動(dòng)拓?fù)浞礇_電壓只有4.0V。
　?、厶岢龈呔攘銣囟认禂?shù)電流基準(zhǔn)源。該電流基準(zhǔn)源基于片上電阻，采用電流模工作模式，折中考慮電阻的溫度系數(shù)、面積以及電流基準(zhǔn)源的變化率因素，設(shè)計(jì)時(shí)選用P+擴(kuò)散電阻。該電流基準(zhǔn)源已通過UMC0.6μm18V2P2M BCD工藝流片驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明電源電壓3.3V，溫度-40℃~+85℃時(shí)最大溫度系數(shù)為74ppm/K；電源電壓從2.5V~5.5V，溫度分別為-40℃、2

6、5℃和85℃時(shí)，電流基準(zhǔn)源的線性調(diào)整率分別為：-40℃時(shí)0.27％，25℃時(shí)0.27%，85℃時(shí)0.39%。
　　④提出BLDCM驅(qū)動(dòng)電路軟開關(guān)換相控制方法?；谏鲜隹刂品椒ㄔO(shè)計(jì)了兩種實(shí)現(xiàn)途徑：一是設(shè)計(jì)了一種軟開關(guān)比較器電路，該電路主要用于單相 BLDCM驅(qū)動(dòng)電路的軟開關(guān)換相控制；二是提出了一種PWM（pulse-width modulation）軟開關(guān)換相控制法，該方法主要用于三相 BLDCM驅(qū)動(dòng)電路的軟開關(guān)換相控制。上述兩種軟