单芯片无刷直流散热微电机驱动电路综述

1 引言

随着先进控制理论的应用及半导体技术的飞速发展，功率驱动组件切换频率明显提高，使得驱动部件功能日益强大，元件越来越少，可靠性显著提高，无刷直流电机逐渐取代了有刷直流电机的使用领域。尤其是随着信息和数字化时代的到来，电子元件集成度越来越高，各种电子产品呈现出轻薄化、小型化的发展趋势。空间越小，集成度越高，电子产品散热问题越发突出，因此无刷直流微电机被广泛用于电子产品的散热解决方案。

在电脑中，CPU等电子元器件的发热大多采用无刷直流微电机散热，因此无刷直流微电机用量巨大;现阶段盛行的LED照明，由于受限于LED发光效率，发热问题也亟待解决，因此无刷直流散热微电机也被用于LED照明的散热。

2 单芯片散热微电机驱动电路方案

2.1 低压5 V驱动电路控制方案

该类驱动电路方案主要用在笔记本电脑、平板电脑及各种便携式设备中，因此典型工作电压只有5 V，最低电压通常要求支持1.8 V。为减小印刷电路板面积，功率驱动管多采用内部集成实现。针对该应用领域主要有以下两大类芯片。

2.1.1 需要定位传感器的驱动控制芯片

该类芯片通过对定位传感器(在无刷直流散热微电机中多采用霍尔效应传感器)给出的位置信息放大处理后控制电子换相器换相。此处以BD6966NUX为例说明，整个控制过程如图1所示。

图中H+和H-是定位传感器给出的转子位置信息，经运放放大后，控制OUT1和OUT2。在运放内部集成了功率驱动管，放大倍数由式(1)给出：

UOUT2-UOUT1=-R1(UH+-UH-)/R2 (1)

根据BD6966NUX规格书描述，放大倍数为44.5 dB，约为168倍，因此R1/R2=168。

图1中当定位传感器信号UH+>UH-时，运放放大后UOUT1为高电平，UOUT2为低电平，电流由OUT1流向OUT2;当UH+

此外当传感器信号较弱时，由于运放线性放大作用，输出波形如图2所示。灰色区域中传感器信号幅度小，经过168倍放大后在换相点附近驱动能力线性增加或减少，实现了电机驱动电流的软开关换相，有效降低了电机换相噪声。