概述

  水泵 (Water Pump) 種類繁多，應(yīng)用廣，在家庭供水、新能源汽車、水循環(huán)、水冷、石油化工等應(yīng)用場合寬泛使用。相對于水泵是輸送水，油等液態(tài)物質(zhì)的機(jī)械設(shè)備，風(fēng)機(jī)則是輸送氣體的設(shè)備，一般風(fēng)機(jī)可分為三大類，即通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和空壓機(jī)。水泵和風(fēng)機(jī)兩者的工作原理類似，都是依靠葉輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)樗骰驓怏w流動的壓力能，從而實(shí)現(xiàn)輸送的目的。隨著直流無刷電機(jī)(BLDC)的不斷發(fā)展，因其具有的壽命長、體積小、效率高等優(yōu)勢，在各類水泵和風(fēng)機(jī)應(yīng)用中，越來越多地采用 BLDC 電機(jī)作為開發(fā)設(shè)計(jì)的主要載體。

圖1 管道風(fēng)機(jī)

圖2 水泵

  傳統(tǒng)解決方案

  市面上采用直流無刷電機(jī)作為負(fù)載的水泵和風(fēng)機(jī)產(chǎn)品，大多采用如下的方案進(jìn)行開發(fā)。降壓電路實(shí)現(xiàn)從電網(wǎng)電壓到 12V 電壓(典型值)的轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過 7805 轉(zhuǎn)成 5V 電壓供給單片機(jī)，MCU 用于實(shí)現(xiàn)單相直流電機(jī)的，通過 2 相半橋驅(qū)動芯片功率 H 橋電路驅(qū)動電機(jī)負(fù)載。在該方案中需要解決供電、驅(qū)動和保護(hù)的問題，所用元器件較多，較為繁雜。

圖3 水泵、風(fēng)機(jī)解決方案示意圖

圖4 機(jī)解決方案

圖5 水泵解決方案

  解決方案 KP82201

  推出 KP82201 單芯片解決方案。該芯片集成電源供電、電機(jī)驅(qū)動、電機(jī)和系統(tǒng)保護(hù)四個功能，簡單，非常適合水泵、風(fēng)機(jī)等應(yīng)用。

圖6 水泵、風(fēng)機(jī)解決方案

圖7 KP82201 解決方案

  KP82201 方案特點(diǎn)1：更優(yōu)性價(jià)比——高集成度，硬件過流保護(hù)，系統(tǒng)安全可靠

  單一芯片集成供電電源、單相直流電機(jī)算法、雙路半橋驅(qū)動(集成自舉二極管)、保護(hù)四大功能。方案內(nèi)置過流保護(hù)電路，客戶可根據(jù)系統(tǒng)功率等級靈活調(diào)配過流保護(hù)等級，系統(tǒng)安全性高。

圖8 KP82201 內(nèi)部功能框圖

  常規(guī)水泵、風(fēng)機(jī)及方案 BOM 如下，KP82201 ,元器件少，既易于方案設(shè)計(jì)，又助于優(yōu)化成本。

表1

  KP82201 方案特點(diǎn)2：更優(yōu)EMC性能——輸出集成抖頻功能

  KP82201 內(nèi)置抖頻功能，輸出 PWM 開關(guān)頻率為 22±2 kHz。抖頻功能增強(qiáng)了系統(tǒng)的 EMC 表現(xiàn)，在同樣的測試條件下，采用集成抖頻功能方案的 BLDC 方案，可比未集成抖頻功能方案的 EMC 裕量優(yōu) 6dB。

圖9 未集成抖頻功能輸出頻譜

圖10 集成抖頻功能輸出頻譜

  KP82201 方案特點(diǎn)3：更快導(dǎo)入時間——無需電機(jī)參數(shù)調(diào)試/軟件編程

  KP82201 內(nèi)置單相BLDC 算法，適配水泵、風(fēng)機(jī)等應(yīng)用功率和負(fù)載特性?？蛻魺o需進(jìn)行電機(jī)參數(shù)調(diào)試或軟件編程即可實(shí)現(xiàn)單相 BLDC 的。系統(tǒng)方案簡單，設(shè)計(jì)導(dǎo)入方便。

  總結(jié)

  KP82201 水泵、風(fēng)機(jī)解決方案，單芯片滿足直流無刷電機(jī)供電、驅(qū)動、保護(hù)四大功能，集成抖頻輸出， EMC 性能佳，極簡，是各類水泵、風(fēng)機(jī)應(yīng)用方案的優(yōu)先選擇!

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