直流无刷电机控制芯片ＬＢ１６９０

　　近年来，直流无刷电机以其效率高、噪音小、启动力矩大、免维护（相对于有刷电机），在微特电机领域得到了越来越广泛的应用。众所周知，电动自行车电机大致有两种：一种是有刷齿轮减速型，一种是典型的稀土高性能直流无刷电机，后者以低噪音、高性能逐步占据了主导地位。

　　下面介绍日本三洋公司三相无刷直流电机驱动芯片ｌｂ１６９０，该芯片用于“换新风”、“清新空调”直流无刷换气风机的驱动控制。它具有如下功能：耐压４５ｖ，２．５ａ电流输出；过电流限制；热关断电路；ｈａｌｌ磁滞放大器；ｆｇ输出。其允许工作电压范围见表１，引脚功能见表２。其ｆｇ输出波形见图１。

　　１． 位置检测电路（霍尔元件输入电路）

　　位置检测电路是３０ｍｖ型磁滞微分放大器。直流工作电平，通常情况下输入电压应在１．５ｖ到ｖｃｃ～１．８ｖ以内，推荐输入电平至少３倍的磁滞水平（１２０到１６０ｍｖｐ－ｐ）。

　　２． 限流电路

　　限流通过改变灌侧晶体管饱和与不饱和来实现。在限流器工作时，特别注意不要超过最大输出电流（２．５ａ）。给ｖｉｎ设置限流器（推荐限流值不超过最大值的６０％～７０％，且须设一较短的延迟时间）。

　　３． 保护电路

　　１）低电压保护电路

　　如果ｖｃｃ电压跌落到标准电压以下，灌侧输出将被关断，该电路能阻止故障。

　　２）过热关断电路

　　如果结温超过标准温度，灌侧输出将被关断。

　　４． ｖｍ最小电压

　　ｖｍ供电电压须高于ｖｃｃ。

　　５． ｆｇ输出电路

　　该电路结合ｉｎ１、ｉｎ２、ｉｎ３位置检测信号，形成波形，最后输出结果。输出频率正比于旋转速度，ｆｇ１是一路位置检测信号的一倍，ｆｇ２为３倍。

　　风机控制驱动电路原理见图２。

　　电源ｖｃｃ经ｉｃ１稳压芯片稳压后输出５ｖ，一路经电容ｃ６滤波后送ｌｂ１６９０，作为其工作电源。一路经电阻ｒ４、ｒ６分压限流给霍尔元件供电。从电机电流相位角度考虑，霍尔元件ｈ１、ｈ２、ｈ３相当于直流有刷电机的电刷，起到检测转子位置的作用，霍尔元件检测到的信号经电容ｃ７、ｃ８、ｃ９滤波，送到磁滞放大器，经信号处理后送逻辑运算器，最后输出六路信号，以一定的逻辑关系控制功率管ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５和ｔ６的导通和关断。ｔ１～ｔ６组成三相功率桥给电动机绕组供电；ｄ１～ｄ６为相应的反向续流二极管；ａ、ｂ、ｃ为直流无刷电机的三相绕组，在正常情况下，任一瞬间总有两个功率管导通，且有六种导通方式不断循环，为ｔ１、ｔ２→ｔ２、ｔ３→ｔ３、ｔ４→ｔ４、ｔ５→ｔ５、ｔ６→ｔ６、ｔ１→ｔ１、ｔ２……每个循环对应电动机转过１对极，绕组电流变化一个基本周期。六种通电方式完全对称，所以，在稳定运行情况下，直流无刷电机的机电能量总过程是以１／６基本周期为重复周期的。ｃ３、ｃ４、ｃ５为三相功率输出的滤波电容，滤去影响电机噪音的高次谐波；ｃ１、ｃ２为电源ｖｃｃ的滤波电容；ｒｆ为限流电阻，当ｒｆ上的压降超过０．５ｖ时，功率桥下侧功率管便封闭输出，从而停止给电动机三相绕组通电，起到保护功率管的作用；ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ５、ｒ７以及三极管组成风机的运转、停止的控制电路，当ｃｏｎ小于０．６ｖ时，三极管截止，ｌｂ１６９０的{12}脚电位上拉至５ｖ，风机运转；当ｃｏｎ为３～４ｖ时，三极管导通，{12}脚电位便是ｒ７、ｒ５的风压电位２．５ｖ左右，此时，风机停止运转。

　　直流无刷电机的前景是宽广的，其更高层次的提升很大程度取决于控制技术的发展，相信各大芯片制造商会不断推出新产品，加速直流无刷电机领域的延伸