安森美半导体应用于家电的高能效电机驱动方案

要求电机驱动器具有安静驱动、高能效及变速控制等特性。安森美半导体提供应用于电冰箱通风的创新、高能效的无传感器型电机驱动器，如LV8804FV、LV8805SV及LB11685AV等三相驱动器。这些驱动器能够提供低能耗及低振动的工作，它们不要求霍尔传感器，因而能够减小电机尺寸。软启动功能使它们能够稳定地安静启动。LV8804FV、LV8805SV集成的软开关功能实现极为安静的电机工作。此外，锁保护功能用于在电机异常停转时关闭输出，因而保护驱动器。

　　图4：安森美半导体用于电冰箱的电机驱动及其它产品阵容。

　　4） 阻尼器

　　阻尼器用于起缓冲作用，当作用点运动很慢时，几乎没有阻力，而在作用点运动较快时阻力就明显增大，广泛用于电冰箱和洗衣机等应用。安森美半导体用于电冰箱阻尼器的电机驱动器包括LB1948M和LV8548M等。这些器件提供高击穿电压、高能效、低待机电流及变速控制等关键特性。

　　2. 空调

　　常见的房间空调包括室内机及室外机等不同组成部分。空调室内机通常使用2个电机，其中1个用于风扇，另一个用于百叶窗，以控制房间内的气流；室外机通常使用3个电机，用于压缩机、风扇及阀。更高端型号还有辅助风扇。

　　1） 直流风扇电机

　　室内机和室外机都会用到直流风扇，需要驱动3相BLDC风扇电机。风扇电机的驱动电压可达250 V，设计要求采用600 V器件，以确保足够强固，能够处理噪声尖峰问题。其中，室内机使用1.0 A的风扇。较大的分体式空调则使用2.0 A风扇。室外机使用3.0 A的风扇。

　　图5：空调中的电机应用。

　　安森美半导体为直流风扇电机提供由LV8136V预驱动器IC和STK611-7xx或STK5C4系列三相风扇电机混合集成电路（HIC）构成的驱动方案。此方案提供高压、大电流（1 A/2 A/3 A）驱动，能效高，工作安静，元器件数量少，集成多种保护特性，提供更高可靠性。省电模式还使待机电流几乎为零。

　　2） 用于压缩电机和风扇电机的IPM

　　安森美半导体为空调的压缩电机及风扇电机驱动提供STK551-xxx系列、STK554-xxx系列和STK5C47xxx系列的3相变频器IPM，以及结合升压功率因数校正（PFC）和3相变频器的STK57F-3xx系列二合一IPM产品，提供多种应用优势。以STK57F-3xx系列IPM产品为例，由于将PFC和3相变频器合二为一，不仅提供高能效电路，还大幅减少元器件数量，节省PCB占用空间，缩短开发时间，降低组装成本，加快上市进程。

　　图6. 安森美半导体用于空调的二合一变频器智能功率模块（IPM）。

　　3. 洗衣机及烘干机

　　洗衣机要求采用电机来驱动筒、水泵以及各种泵，烘干机需要电机来驱动筒及鼓风机。

　　图7. 洗衣机/烘干机中的电机应用。

　　1） 筒驱动

　　在洗衣机内部，筒驱动器是最大的电机，通常电流在10 A范围。安森美半导体用于3相BLDC电机驱动器的IPM是用于筒驱动的最先进产品系列，符合高能效、安静驱动、极佳散热、强固及可靠工作等要求。这些IPM包括单分流电阻型的STK551U362A-E（10 A）和STK531U3x2x-E （5 A至10 A）以及三分流电阻型的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变速驱动等关键特性。安森美半导体的LB11920和LB1975采用直接PWM控制，提供高能效，用于这类三相BLDC电机驱动应用。这些器件的PWM占空比能够采用IC输入来控制，适合从9.5 V至30 V的宽工作电压范围。

　　3） 阻尼器

　　洗衣及烘干机应用中，阻尼器上要有一个电机来控制烘干机的气流。此阻尼器的关键要求跟电冰箱阻尼器相同，推荐使用LB1948MC、LB1909MC、LV8548MC和LV8549MC等高能效电机驱动器IC。以LB1948MC为例，这器件易于设计，待机电流几乎为零。

　　4） 直流风扇

　　洗衣及烘干机中的鼓风机跟空调应用类似，建议使用LV8136V。这是一款PWM系统预驱动器IC，用于驱动3相无刷直流电机。由于采用PWM驱动，这IC提供优化的能效及低噪声。

　　总结：

　　安森美半导体积极推动高能效创新，提供应用于家电的完整方案，包括电源、电机驱动、用户接口、通信、测量等。本文重点介绍了安森美半导体应用于电冰箱、空调、烘干及洗衣机等家电的电机驱动及控制器以及高集成度的智能功率模块（IPM）方案，帮助设计人员针对具体应用选择适合的产品，设计出高能效、高可靠性及静音工作的家电。

　　参考资料：

　　1、《白家电方案小册子》

　　2、《安森美半导体智能功率模块（IPM）系列》

　　3、《安森美半导体应用于白家电的变频器智能功率模块（IPM）技术及方案》，安森美半导体

4、《安森美半导体用于白家电应用的无刷直流（BLDC）电机驱动