【導讀】典型的有刷直流電機是一種非常方便但噪音很大的設備。電刷實(shí)現極性反轉，也稱(chēng)為“換向”，這樣您只需施加恒定的直流電壓即可使電機轉動(dòng)。但與這些電刷相關(guān)的突然連接和斷開(kāi)會(huì )導致瞬態(tài)干擾，從而影響連接到電機的電路（通過(guò)標準傳導路徑）以及附近的組件（通過(guò) EMI）。
典型的有刷直流電機是一種非常方便但噪音很大的設備。電刷實(shí)現極性反轉，也稱(chēng)為“換向”，這樣您只需施加恒定的直流電壓即可使電機轉動(dòng)。但與這些電刷相關(guān)的突然連接和斷開(kāi)會(huì )導致瞬態(tài)干擾，從而影響連接到電機的電路（通過(guò)標準傳導路徑）以及附近的組件（通過(guò) EMI）。
顯而易見(jiàn)的解決方案是消除電刷，這種方法導致了無(wú)刷直流電機。問(wèn)題是：如何在沒(méi)有提供持續極性反轉的電刷的情況下使電機轉動(dòng)？
總體思路是使用電子設備而不是機械設備進(jìn)行換向。如您所知，電機通常由全橋電路驅動(dòng)。它們由四個(gè)晶體管組成，這些晶體管的排列使得直流電壓源提供的電流可以沿任一方向驅動(dòng)通過(guò)負載。因此，即使驅動(dòng)電路的電源始終為正，我們也可以反轉電機磁場(chǎng)的極性：
這里的困難在于您需要知道何時(shí)反轉極性。有刷直流電機內部會(huì )自動(dòng)進(jìn)行同步，但如果我們使用電子設備而不是電刷，則需要某種有關(guān)轉子位置的反饋。獲得這種反饋的一種方法是通過(guò)霍爾效應傳感器。
控制器+橋+霍爾
ROHM 的BU69090NUX （我們稱(chēng)之為 6909）被描述為用于筆記本電腦冷卻風(fēng)扇的單相電機驅動(dòng)器，盡管一些有創(chuàng )造力的讀者肯定可以找到其他（也許不太平凡）的應用。
霍爾元件實(shí)際上位于 IC 封裝內部。因此，您無(wú)法使用 6909 驅動(dòng)房間另一側的電機。當我瀏覽數據表時(shí)，我沒(méi)有看到任何有關(guān) IC 和電機之間必要的物理關(guān)系的具體信息。
數據表確實(shí)提供了這個(gè)磁極性方向圖，但我不知道如何處理它。如果您有任何想法，或者您對我的無(wú)知感到震驚，請隨時(shí)向下滾動(dòng)并發(fā)表評論。
6909 是一款單相器件，因為它有一個(gè)全橋用于驅動(dòng)一個(gè)電機繞組。這與三相無(wú)刷直流電機形成鮮明對比，三相無(wú)刷直流電機具有三個(gè)繞組，因此需要由精心設計的換向方案控制的三個(gè)驅動(dòng)電路。
霍爾信號
完成無(wú)刷直流電機控制不僅僅需要霍爾元件。您可以在框圖中看到霍爾信號通過(guò)偏移消除塊，然后被數字化。圖中未明確顯示的另一個(gè)功能是自動(dòng)增益控制(AGC)。
我的理解是，反饋信號的幅度會(huì )根據電機的特性以及電機與芯片之間的距離而變化，也許會(huì )很大。 AGC 通過(guò)確保 6909 能夠自動(dòng)補償這些不可預測的變化，使 6909 變得更加通用和用戶(hù)友好。這個(gè)相當復雜的圖表直觀(guān)地傳達了 AGC 功能：
速度控制
調整電機速度在許多應用中至關(guān)重要，因此 6909 也包含此功能也就不足為奇了。直流電機通常由固定電壓源驅動(dòng)，因此我們無(wú)法通過(guò)改變實(shí)際驅動(dòng)電壓來(lái)控制轉速。相反，我們通過(guò)脈寬調制驅動(dòng)電路的輸出來(lái)改變傳遞到繞組的平均電壓。
6909 的速度控制是通過(guò) PWM 輸入引腳實(shí)現的，該引腳（間接）控制電機驅動(dòng)信號的 PWM 占空比。
輸出信號的 PWM 特性比輸入信號的 PWM 特性更為復雜。下圖非常詳細地說(shuō)明了 6909 的實(shí)際工作原理：
OUT1/OUT2 電機驅動(dòng)信號的極性隨著(zhù)檢測到的磁極性的變化而反轉。
FG 輸出信號可用于通知另一個(gè)組件有關(guān)電機狀態(tài)的信息。
輸入 PWM 控制輸出 PWM，但頻率不相同，并且輸出 PWM 在轉換事件之前和之后發(fā)生變化（這稱(chēng)為“軟開(kāi)關(guān)”功能）。
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