【導(dǎo)讀】電機(jī)在我們的日常生活中無處不在。如果你看看普通家用電器的內(nèi)部，諸如冰箱，你將會找到某些步進(jìn)和無刷直流 （BLDC） 電機(jī)，節(jié)氣閥和BLDC風(fēng)扇等高級應(yīng)用。這些應(yīng)用在使冰箱有效運(yùn)行方面發(fā)揮了重要作用。那么這些東西在電冰箱驅(qū)動(dòng)中到底是如何起作用的呢？
節(jié)氣閥
節(jié)氣閥是一個(gè)控制制冷器到冰箱空氣流量的小節(jié)氣門。它通常位于冰箱頂部，或者是后面板靠近頂部的位置上。節(jié)氣閥由一個(gè)恒溫器進(jìn)行控制，根據(jù)冰箱內(nèi)空氣的溫度來觸發(fā)其打開或關(guān)閉。節(jié)氣閥的內(nèi)部有一個(gè)永磁體 （PM） 步進(jìn)電機(jī)和齒輪箱。讓我們拆開一個(gè)節(jié)氣閥仔細(xì)地看一看（作為一名工程師，這是我最喜歡的部分！）。
如你所見，小型PM步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪箱，并使節(jié)氣門打開或關(guān)閉。這個(gè)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電壓為12V，并且通常無需電流調(diào)節(jié)。那么，你怎么樣來區(qū)分步進(jìn)電機(jī)是由電壓驅(qū)動(dòng)還是由電流驅(qū)動(dòng)呢？只要測量一下電機(jī)相位的DC電阻值就可以了。如果電阻值大約為30歐姆到幾百歐姆的話，應(yīng)該是電壓驅(qū)動(dòng)的。如果電阻值低于20歐姆，大多數(shù)情況下在10歐姆以下，極有可能是由電流驅(qū)動(dòng)的。通常情況下，電壓驅(qū)動(dòng)的電機(jī)常見于小功耗PM步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電流極低的單極步進(jìn)電機(jī)，這樣的話，I2 x R的電阻損耗不會太大。電流驅(qū)動(dòng)類型可見于大多數(shù)中高功率混合式步進(jìn)電機(jī)中。
好了，我們再回到節(jié)氣閥。我拆開的這個(gè)節(jié)氣閥有一個(gè)PM電壓驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，相位電阻器的電阻值大約為400歐姆。我們來為它找一個(gè)最合適的驅(qū)動(dòng)器。DRV8848就很合適。4V到18V驅(qū)動(dòng)電壓范圍，雙H橋集成，脈寬調(diào)制 （PWM） 控制接口，高達(dá)2A工作電流，以及完全保護(hù)，使得它成為驅(qū)動(dòng)節(jié)氣閥的理想選擇。如果你希望了解與驅(qū)動(dòng)邏輯電路相關(guān)的更多內(nèi)容，可以看看針對完整解決方案的參考設(shè)計(jì)，你可以為其選擇相關(guān)硬件和軟件。
你在下方的圖片中可以看到，冰箱風(fēng)扇模塊使冰箱內(nèi)的冷空氣循環(huán)，均勻分布在冰箱內(nèi)的各個(gè)角落，防止結(jié)霜，從而大大地提高了冰箱的性能。
這個(gè)風(fēng)扇模塊包括一個(gè)單相或三相無刷電機(jī)。目前，我們更常見到的是三相BLDC，這是因?yàn)?，此類電機(jī)更加小巧，工作時(shí)更安靜，并且可以長時(shí)間高效運(yùn)行。在這個(gè)應(yīng)用中，會看到霍爾傳感器或無傳感器控制。由于TI的三相無傳感器正弦電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，DRV10983，我們可以在不糾結(jié)于控制算法的情況下實(shí)現(xiàn)最前沿的180°無刷BLDC控制。
我們將DRV10983歸類為參考設(shè)計(jì)中用于高效和超級安靜運(yùn)行的風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)器。由于大多數(shù)冰箱制造商現(xiàn)在使用PWM電源來為風(fēng)扇模塊供電并改變其轉(zhuǎn)速，我們采用FG反饋和PWM功率穩(wěn)壓來施加閉環(huán)速度控制，這樣對現(xiàn)有解決方案的硬件改動(dòng)最小。借助閉環(huán)速度控制，我們可以在不考慮電機(jī)參數(shù)變化、電源變化、機(jī)械磨損或使用壽命的情況下保持所需的速度值。請?jiān)谶@部視頻中了解機(jī)器運(yùn)行是如何從速度控制中受益的。
