單相高壓無(wú)刷直流電機(jī)控制器KP82201SG
KP82201SG 是一款針對(duì)單相高壓直流無(wú)刷電機(jī)應(yīng)用的全橋控制器，可控制單相高壓直流無(wú)刷電機(jī)，并與外置功率器件組合以滿足不同功率等級(jí)要求的應(yīng)用。
KP82201SG 內(nèi)置單相 BLDC 控制算法及兩路高壓半橋驅(qū)動(dòng)電路，外圍應(yīng)用簡(jiǎn)單，同時(shí)芯片集成輸出抖頻功能，中心頻率為 20kHz， 噪音低，EMC 性能佳。
KP82201SG 還集成內(nèi)置高壓自供電電路，除滿足自身芯片用電需求外，也可為無(wú)刷直流電機(jī)應(yīng)用的霍爾傳感器或低功耗應(yīng)用的單片機(jī)供電。
系統(tǒng)可靠性是電機(jī)運(yùn)行的必要條件，KP82201SG 集成完備的保護(hù)功能，包括：堵轉(zhuǎn)保護(hù)、系統(tǒng)過(guò)流保護(hù)、VDD 欠壓保護(hù) （UVLO）、內(nèi)部過(guò)熱保護(hù)。
KP82201SG 典型應(yīng)用框圖
為使讀者便于理解 KP82201SG，從以下 5 個(gè)方面來(lái)總結(jié)必易微針對(duì)高壓直流電機(jī)應(yīng)用推出的解決方案：
亮點(diǎn)1：“二合一”高壓解決方案，靈活調(diào)配負(fù)載功率
KP82201SG 集成單相 BLDC 控制單元 （Control Unit） 及兩路高壓半橋驅(qū)動(dòng)電路，客戶可根據(jù)應(yīng)用的功率等級(jí)靈活選配外圍功率器件，方案靈活性高。單相 BLDC 控制單元既完成單相 BLDC 的啟動(dòng)、轉(zhuǎn)向和速度的控制調(diào)節(jié)，也完成故障狀態(tài)的保護(hù)，客戶僅需通過(guò)一個(gè)接口 （PWM） 即可實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)速度的控制。
同時(shí)集成了兩路高壓半橋驅(qū)動(dòng)電路，半橋驅(qū)動(dòng)電路自舉二極管亦集成在芯片內(nèi)部，客戶可省卻外圍二極管。整體方案外圍簡(jiǎn)單，PCB 緊湊。
亮點(diǎn)2：集成抖頻（Spread spectrum）功能，EMC 性能佳
KP82201SG 內(nèi)置抖頻功能，中心頻率為 20KHz，并在一定時(shí)間內(nèi)以正負(fù) 2kHz 的頻率周期性變化。眾所周知，對(duì)于理想的周期性信號(hào)，頻譜是離散的，僅在固定的頻率點(diǎn)上有能量，因此能量很集中，很可能超出電磁干擾法規(guī)的規(guī)范范圍。而采用抖頻技術(shù)的芯片，可使能量不再集中于某個(gè)既定的頻率點(diǎn)上，而是分散在一定范圍內(nèi)的頻段內(nèi)，但總能量是一樣的，從而使得在整個(gè)頻帶范圍內(nèi)的信號(hào)幅值峰值降低，進(jìn)而獲得良好的 EMC 性能。
下圖為在同樣的 EMC 濾波器與功率等級(jí)條件下的 EMI 傳導(dǎo)測(cè)試圖。采用必易微集成抖頻功能方案的 BLDC 控制方案，可比未集成抖頻功能方案的 EMC 裕量?jī)?yōu) 6dB。
亮點(diǎn)3：無(wú)啟動(dòng)死點(diǎn)單相永磁同步電機(jī)存在“死點(diǎn)”，如下圖所示，電機(jī)轉(zhuǎn)矩由電磁轉(zhuǎn)矩和磁阻轉(zhuǎn)矩兩分量組成，對(duì)均勻氣隙結(jié)構(gòu)的單相永磁電機(jī)，其電磁轉(zhuǎn)矩存在有周期性的“死點(diǎn)”，即當(dāng)繞組通電時(shí)，定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的夾角為 0° 或者 180° 電角度時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩為 0，因此電機(jī)靜止時(shí)，不能讓轉(zhuǎn)子停在死點(diǎn)處。為消除“死點(diǎn)”，在電機(jī)設(shè)計(jì)中需要改變轉(zhuǎn)子磁路的對(duì)稱(chēng)性，采用不對(duì)稱(chēng)氣隙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用磁阻轉(zhuǎn)矩與電磁轉(zhuǎn)矩的合成，使得轉(zhuǎn)子在各個(gè)電角度下，均能獲得起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，解決電機(jī)“死點(diǎn)”問(wèn)題.
單相永磁同步電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩特性
KP82201SG 內(nèi)置智能啟動(dòng)算法，在不同氣隙設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及不同負(fù)載條件下，電機(jī)均能平穩(wěn)啟動(dòng)。
亮點(diǎn)4：集成低壓供電電源，支持霍爾及簡(jiǎn)單外圍供電
KP82201SG 集成自供電電源，可支持霍爾及其它外圍供電。芯片通過(guò)內(nèi)置高壓 LDO 和低壓 LDO 給 VDD 引腳與 VLDO 引腳供電。VDD 引腳正常輸出電壓 11.9V，輸出電流可至 17mA；VLDO 引腳平均輸出電壓 5V，輸出電流可至 9mA。KP82201SG 集成低壓供電電源，可解決系統(tǒng)外圍低用電應(yīng)用的電源問(wèn)題，簡(jiǎn)化外圍電路，使整體 BOM 成本更優(yōu)。
亮點(diǎn)5：多種調(diào)速方式兼容：PWM/模擬/電位器調(diào)速
KP82201SG 支持 PWM 調(diào)速、模擬電壓調(diào)速和電位器調(diào)速。調(diào)速方式靈活且控制線性度高，客戶通過(guò) PWM 接口可實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)速度的控制。調(diào)速功能如下：PWM 調(diào)速下推薦輸入工作頻率 1KHz，占空比范圍 5％-95％；模擬電壓調(diào)速下推薦輸入電壓范圍 0.8V-2.6V；電位器調(diào)速下推薦輸入阻值范圍 4Kohm-14Kohm。
單相高壓直流無(wú)刷電機(jī)全橋控制器 KP82201SG 適用于中大功率單相高壓直流電機(jī)應(yīng)用場(chǎng)合，在落地扇、管道風(fēng)機(jī)、大功率散熱風(fēng)扇等應(yīng)用場(chǎng)合具有使用簡(jiǎn)單、EMC 性能佳、整體 BOM 成本更優(yōu)化等各種優(yōu)勢(shì)！
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