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低压大电流无刷直流电机驱动器设计

2014-01-13陈锦杰

微特电机 2014年2期

徐 刚,袁 文,陈锦杰

(中国电子科技集团公司第二十一研究所,上海200233)

0 引 言

通讯基站备用电源系统中的送风子系统采用一种低压大电流风机及驱动器,如图1 所示。风泵采用无刷直流电动机(以下简称BLDCM),其优势在于:BLDCM 结构简单(无电刷,转子为永磁体),运行可靠;拥有较高的功率密度,可以减小电机的在设备中的安装尺寸;类似于直流电机的控制方式,控制方法简单、易于实现。

图1 BLDCM 送风子系统安装机架

低压大电流驱动器的设计难点在于大电流流过电路时会产生很大的损耗,转换为热量造成驱动电路温度上升,给系统带来不稳定因素,并且温度过高会造成损坏。

因而,在做好驱动器温度监测和保护功能的同时,一般从降低逆变电路损耗和加强散热措施两个方面进行改进。具体可分为以下三个优化方向:采用具有更低导通阻抗的功率器件,减小功率器件在大电流工作状态下产生的导通损耗;PCB 设计和制造中热管理的优化和载流能力的提高,如采用ANDUS 公司的X-Cool SMT 技术;功率器件的散热设计[1]。

1 方案简介

1.1 BLDCM 驱动方法原理

本文采用了基于霍尔位置传感器的“6 拍换相二二导通”[2]的电机驱动方法,这种方法具有实现简单、成本低廉的优点。

二二导通的方式是指任意导通逆变电路中两个开关管,如图2 所示。注意同一个桥臂的开关管不能同时导通,则共有六种状态:VT1VT2/VT1VT4/VT3VT0/VT3VT4/VT5VT0/VT5VT2,对应于六种绕组(三相BLDCM)状态AB/AC/BA/BC/CA/CB,如图3 所示。电流流经绕组在空间内形成6 个空间磁场

图2 BLDCM 控制器逆变电路示意图

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