【無刷電機】三相BLDC電機解析及兩款熱門開發(fā)板分享

無刷直流 （BLDC）電機的日益普及是由于使用了電子換向。這取代了由刷子在換向器上摩擦以激勵直流電機電樞中的繞組的傳統(tǒng)機制。而BLDC 電機可以采用不同的物理配置構(gòu)建，根據(jù)定子繞組，這些可以配置為單相、兩相或三相電機。

其中，單相感應(yīng)馬達和單相無刷直流(BLDC)馬達已存在多年，廣泛部署于家用電器(如冰箱)、工業(yè)空調(diào)系統(tǒng)及其他眾多應(yīng)用，提供了一個相對便宜驅(qū)動風(fēng)扇的方法。雖然這類應(yīng)用的物料成本很低，但這是錯誤的省錢方式，因為普遍存在于馬達的低能效工作意味著相關(guān)功耗將維持在高水平，因此電費會更高。

此外，單相BLDC馬達產(chǎn)生的相當(dāng)大的噪聲所引起的麻煩也要列入考慮。隨著更強勁的國際環(huán)境立法及更多的消費者開始在意能效，都促進過時的固定速度單相感應(yīng)馬達轉(zhuǎn)向可調(diào)速同步馬達發(fā)展。

基于此，精密三相BLDC馬達對于當(dāng)今更注重節(jié)能的時代變得越來越有吸引力。這些組件毋需機械換向器(這對有刷馬達是必備條件)，因此機械不易磨損，從而可靠度更高、使用壽命更長，也支持更高的能效水平。所以，目前最常用的是帶有永磁轉(zhuǎn)子的三相 BLDC 電機。

下面，向大家介紹兩款峰岹熱門開發(fā)板。

PART01FT8215Q開發(fā)板介紹

FT8215Q是一款三相、無傳感器FOC控制直流無刷馬達驅(qū)動IC，內(nèi)置驅(qū)動MOS。支持5V-18V直流電源輸入，最大可支持2A工作電流。

FT8215Q開發(fā)板是為開發(fā)者而設(shè)計的專用測試板，開發(fā)板留有電源接線端、U/V/W接線端、仿真器插座、各功能接口。開發(fā)者可仿真調(diào)試電機和通信燒錄IC，以及測試PWM/VSP調(diào)速、正反轉(zhuǎn)控制、FG測速等功能。

FT8215Q開發(fā)套件包括開發(fā)板、仿真器、調(diào)試手冊、數(shù)據(jù)手冊、調(diào)試軟件、原理圖等，為開發(fā)者提供了穩(wěn)定的設(shè)計參考和完善的軟件開發(fā)環(huán)境，能夠有效幫助開發(fā)者提高開發(fā)效率、縮短開發(fā)周期、優(yōu)化設(shè)計質(zhì)量、加快產(chǎn)品研發(fā)和上市時間。

FT8215Q開發(fā)板實物圖

FT8215Q開發(fā)板引腳功能

FT8215Q開發(fā)板引腳功能說明

FT8215Q開發(fā)板硬件接線

FT8215Q開發(fā)板硬件接線圖

FT8215Q開發(fā)板原理圖

FT8215Q開發(fā)板原理圖

FT8215Q開發(fā)板PCB

圖4：FT8215Q開發(fā)板布局

FT8215Q開發(fā)板PCB圖

FT8215Q芯片封裝

FT8215Q是QFN24封裝，長度和寬度均為4mm，厚度為0.75mm。芯片高度集成，封裝體積小，外圍器件少，驅(qū)動效率高，噪音低，轉(zhuǎn)矩脈動小，成本低。

FT8215Q可實現(xiàn)緩啟動、轉(zhuǎn)速控制、多種調(diào)速方式、多種保護功能等，支持預(yù)定位/初始位置檢測，支持順逆風(fēng)啟動，芯片可多次燒錄，適用于無感三相電機的FOC正弦波驅(qū)動控制。

FT8215 QFN24(4mm*4mm*0.75mm)

FT8215Q功能框圖

FT8215Q高度集成電機控制所需部件。內(nèi)置驅(qū)動MOS，外圍元器件少。芯片內(nèi)置EEPROM模塊，可配置電機參數(shù)、FOC參數(shù)、啟動和調(diào)速參數(shù)等。

FT8215Q內(nèi)置多個功能模塊：系統(tǒng)時鐘(OSC)、ADC采樣、I2C通信、5V穩(wěn)壓(LDO)、電流采樣(VScaler)、過流保護(Over Current)、過溫保護(Thermal)等模塊。外置引腳有U/V/W驅(qū)動輸出、SPEED/APSEED調(diào)速、FG輸出、正反轉(zhuǎn)DIR控制等。

FT8215Q功能框圖

FT8215Q功能說明

FT8215Q功能說明

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PART02FT8132Q開發(fā)板介紹

基于FT8132Q三相電機控制專用IC為開發(fā)者提供的測試板，設(shè)計了MOSFET驅(qū)動電路，各種電流電壓檢測電路，HALL輸入電路，以及各類功能接口電路?？蓪崿F(xiàn)三相電機的無感FOC驅(qū)動，有感FOC驅(qū)動，有感SVPWM驅(qū)動，支持恒轉(zhuǎn)速、恒電流、恒功率、電壓環(huán)控制模式，支持模擬電壓、PWM、I2C、CLOCK調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，支持 HALL、BEMF 檢測，還可實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的實時反饋和電機的控制，以及各類應(yīng)用方案開發(fā)的前期預(yù)研；

FT8132Q開發(fā)測試板支持5V-28V供電電壓,最大電流10A設(shè)計,支持模擬電壓、PWM、I2C、CLOCK調(diào)速，F(xiàn)G/RD信號反饋等，峰岹科技控制專用IC高度集成，開發(fā)者僅需以 FT8132Q+MOS為基礎(chǔ)即可完成電機控制相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計；同時開發(fā)者可使用配套的GUI調(diào)試軟件直接設(shè)置參數(shù)運行，無需編程，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，簡化產(chǎn)品的設(shè)計流程；

開發(fā)套件提供包括專用IC用戶手冊，PDF原理圖、以及上位機GUI調(diào)試界面，仿真器等，為開發(fā)者提供了穩(wěn)定的設(shè)計參考和完善的軟件開發(fā)環(huán)境，能夠有效幫助開發(fā)者提高開發(fā)效率、縮短開發(fā)周期、優(yōu)化設(shè)計質(zhì)量、加快產(chǎn)品研發(fā)和上市時間。

FT8132Q開發(fā)板實物圖

FT8132Q開發(fā)板基本參數(shù)

FT8132Q開發(fā)板3D渲染圖

FT8132Q開發(fā)板平面渲染圖

FT8132Q開發(fā)板原理圖

FT8132Q開發(fā)板功能接口示意

FT8132芯片介紹

FT8132是一款三相內(nèi)置Pre-driver直流無刷馬達驅(qū)動 IC。芯片高度集成，外圍元器件少，電機噪聲低，轉(zhuǎn)矩脈動小。GUI 可配置客戶電機參數(shù)、啟動和調(diào)速方式，并儲存在內(nèi)置的 EEPROM。調(diào)速接口可選擇模擬電壓、PWM、I2C、CLOCK 調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。集成轉(zhuǎn)速指示功能，可通過FG 引腳或I2C 接口實時讀取電機轉(zhuǎn)速。控制方式可選擇恒轉(zhuǎn)速、恒電流、恒功率和電壓環(huán)控制。集成過流、欠壓、過壓、外部過溫、內(nèi)部過溫、堵轉(zhuǎn)、缺相、Hall異常等多種保護模式，睡眠電流約50μA。

FT8132Q無感功能框圖

FT8132Q有感功能框圖

FT8132芯片主要參數(shù)

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峰岹科技長期從事BLDC電機驅(qū)動控制專用芯片的研發(fā)、設(shè)計與銷售業(yè)務(wù)。公司以芯片設(shè)計為立足點向應(yīng)用端延伸，發(fā)展成為系統(tǒng)級服務(wù)提供商。公司緊扣應(yīng)用場景復(fù)雜且多樣的電機控制需求，提供專用性的芯片產(chǎn)品、相適配的架構(gòu)算法以及電機結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，實現(xiàn)BLDC電機控制系統(tǒng)多樣性的控制需求及電機整體性能的提升與優(yōu)化。目前，廣大客戶可通過華秋商城購買峰岹系列產(chǎn)品！