應(yīng)用于家電的安森美半導(dǎo)體高能效電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案

2. 空調(diào)

常見(jiàn)的房間空調(diào)包括室內(nèi)機(jī)及室外機(jī)等不同組成部分。空調(diào)室內(nèi)機(jī)通常使用2個(gè)電機(jī)，其中1個(gè)用于風(fēng)扇，另一個(gè)用于百葉窗，以控制房間內(nèi)的氣流;室外機(jī)通常使用3個(gè)電機(jī)，用于壓縮機(jī)、風(fēng)扇及閥。更高端型號(hào)還有輔助風(fēng)扇。

1) 直流風(fēng)扇電機(jī)

室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)都會(huì)用到直流風(fēng)扇，需要驅(qū)動(dòng)3相BLDC風(fēng)扇電機(jī)。風(fēng)扇電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電壓可達(dá)250 V，設(shè)計(jì)要求采用600 V器件，以確保足夠強(qiáng)固，能夠處理噪聲尖峰問(wèn)題。其中，室內(nèi)機(jī)使用1.0 A的風(fēng)扇。較大的分體式空調(diào)則使用2.0 A風(fēng)扇。室外機(jī)使用3.0 A的風(fēng)扇。

圖5：空調(diào)中的電機(jī)應(yīng)用。

安森美半導(dǎo)體為直流風(fēng)扇電機(jī)提供由LV8136V預(yù)驅(qū)動(dòng)器IC和STK611-7xx或STK5C4系列三相風(fēng)扇電機(jī)混合集成電路(HIC)構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)方案。此方案提供高壓、大電流(1 A/2 A/3 A)驅(qū)動(dòng)，能效高，工作安靜，元器件數(shù)量少，集成多種保護(hù)特性，提供更高可靠性。省電模式還使待機(jī)電流幾乎為零。

2) 用于壓縮電機(jī)和風(fēng)扇電機(jī)的IPM

安森美半導(dǎo)體為空調(diào)的壓縮電機(jī)及風(fēng)扇電機(jī)驅(qū)動(dòng)提供STK551-xxx系列、STK554-xxx系列和STK5C47xxx系列的3相變頻器 IPM，以及結(jié)合升壓功率因數(shù)校正(PFC)和3相變頻器的STK57F-3xx系列二合一IPM產(chǎn)品，提供多種應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。以STK57F-3xx系列 IPM產(chǎn)品為例，由于將PFC和3相變頻器合二為一，不僅提供高能效電路，還大幅減少元器件數(shù)量，節(jié)省PCB占用空間，縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間，降低組裝成本，加快上市進(jìn)程。

圖6. 安森美半導(dǎo)體用于空調(diào)的二合一變頻器智能功率模塊(IPM)。

3. 洗衣機(jī)及烘干機(jī)

洗衣機(jī)要求采用電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)筒、水泵以及各種泵，烘干機(jī)需要電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)筒及鼓風(fēng)機(jī)。

圖7. 洗衣機(jī)/烘干機(jī)中的電機(jī)應(yīng)用。

1) 筒驅(qū)動(dòng)

在洗衣機(jī)內(nèi)部，筒驅(qū)動(dòng)器是最大的電機(jī)，通常電流在10 A范圍。安森美半導(dǎo)體用于3相BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的IPM是用于筒驅(qū)動(dòng)的最先進(jìn)產(chǎn)品系列，符合高能效、安靜驅(qū)動(dòng)、極佳散熱、強(qiáng)固及可靠工作等要求。這些 IPM包括單分流電阻型的STK551U362A-E(10 A)和STK531U3x2x-E (5 A至10 A)以及三分流電阻型的STK554U362A-E(10A)和STK534U3x2x-E(5A到10A)。

2) 供水及排水泵

供水及排水泵要求高能效及變速驅(qū)動(dòng)等關(guān)鍵特性。安森美半導(dǎo)體的LB11920和LB1975采用直接PWM控制，提供高能效，用于這類三相BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用。這些器件的PWM占空比能夠采用IC輸入來(lái)控制，適合從9.5 V至30 V的寬工作電壓范圍。

3) 阻尼器

洗衣及烘干機(jī)應(yīng)用中，阻尼器上要有一個(gè)電機(jī)來(lái)控制烘干機(jī)的氣流。此阻尼器的關(guān)鍵要求跟電冰箱阻尼器相同，推薦使用LB1948MC、 LB1909MC、LV8548MC和LV8549MC等高能效電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC。以LB1948MC為例，這器件易于設(shè)計(jì)，待機(jī)電流幾乎為零。

4) 直流風(fēng)扇

洗衣及烘干機(jī)中的鼓風(fēng)機(jī)跟空調(diào)應(yīng)用類似，建議使用LV8136V。這是一款PWM系統(tǒng)預(yù)驅(qū)動(dòng)器IC，用于驅(qū)動(dòng)3相無(wú)刷直流電機(jī)。由于采用PWM驅(qū)動(dòng)，這IC提供優(yōu)化的能效及低噪聲。

總結(jié)：

安森美半導(dǎo)體積極推動(dòng)高能效創(chuàng)新，提供應(yīng)用于家電的完整方案，包括電源、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、用戶接口、通信、測(cè)量等。本文重點(diǎn)介紹了安森美半導(dǎo)體應(yīng)用于電冰箱、空調(diào)、烘干及洗衣機(jī)等家電的電機(jī)驅(qū)動(dòng)及控制器以及高集成度的智能功率模塊(IPM)方案，幫助設(shè)計(jì)人員針對(duì)具體應(yīng)用選擇適合的產(chǎn)品，設(shè)計(jì)出高能效、高可靠性及靜音工作的家電。

參考資料：

1、《白家電方案小冊(cè)子》

2、《安森美半導(dǎo)體智能功率模塊(IPM)系列》

3、《安森美半導(dǎo)體應(yīng)用于白家電的變頻器智能功率模塊(IPM)技術(shù)及方案》，安森美半導(dǎo)體

4、《安森美半導(dǎo)體用于白家電應(yīng)用的無(wú)刷直流(BLDC)電機(jī)驅(qū)動(dòng)及控制方案》，安森美半導(dǎo)體

5、安森美半導(dǎo)體網(wǎng)站消費(fèi)應(yīng)用專區(qū)

關(guān)注安森美半導(dǎo)體官方微信，了解更多創(chuàng)新的高能效方案