ZHCT510 May 2024 DRV10974
在設計適用于冰箱、洗碗機或洗衣機及烘干機等大型家用電器的電器泵和風扇應用時,工程師需周全考慮諸多因素,以便構建可滿足特定應用需求的電機驅動系統。在本產品概述中,我們將探討一款以高效率為關鍵應用需求的冰箱風扇電機系統,該系統采用了 BLDC 電機驅動器。
TI 的 BLDC 電機驅動器設計通過采用集成式正弦和場定向控制換向方法,解決了低電壓 BLDC 電機驅動器的此類效率難題,并實現了 BLDC 電機的最佳性能。下面將對比我們的設計與競爭對手 A 現有行業設計的效率性能。
對于該冰箱風扇應用,主要考慮因素是效率。我們將測量傳送到電機以達到特定目標 RPM 所需的功耗。共有五個目標 RPM:580、910、960、1000 和 1080。使用以 Hz 為單位的 FG 輸出,假設為 12 極電機(6 個極對),我們可以使用以下公式轉換為目標 RPM:
對于這些基準數據,我們使用競爭對手 A 設計作為基準,并在使用 DRV10974 作為 TI BLDC 設計時確定了效率差異百分比。DRV10974 具有 18V 絕對最大值、集成式 180 度正弦換向和集成式 MOSFET,適用于需要小巧外形尺寸的低功耗應用。此驅動器的 H+L RDS(on) 為 750m(典型值),支持大約 1A 持續(1.5A 峰值)的相位驅動電流強度。該器件還具備簡易用戶界面和諸多特性,其中包括單引腳可配置啟動、用于正向和反向控制的引腳、用于速度反饋的開漏 FG 輸出、電阻器可配置超前角、電流限制、加速曲線以及一套完備的保護功能。
在該實驗中,我們在三個不同的冰箱風扇電機上測試了該設計,從而在更廣泛的條件下提供數據。
| 目標 RPM | 競爭對手 A(空閑:9.077mA) | TI DRV10974(空閑:0.357mA) | 電機電流降低百分比 | ||||
| FG (Hz) | 功耗 (mW) | 功耗 (mW) / FG (Hz) | FG (Hz) | 功耗 (mW) | 功耗 (mW) / FG (Hz) | ||
| 580 | 57.928 | 481.30 | 8.31 | 58.485 | 447.12 | 7.64 | -7.6% |
| 910 | 91.088 | 1076.33 | 11.82 | 91.143 | 1040.43 | 11.42 | -3.5% |
| 960 | 96.395 | 1196.59 | 12.41 | 96.391 | 1137.25 | 11.80 | -5.2% |
| 1000 | 100.531 | 1300.09 | 12.93 | 100.228 | 1232.09 | 12.29 | -5.5% |
| 1080 | 108.331 | 1561.54 | 14.41 | 108.466 | 1476.20 | 13.61 | -5.8% |
我們發現對于電機一,在使用 DRV10974 時,不同電機速度下的系統級效率可提升高達 7.6%。
| 目標 RPM | 競爭對手 A(空閑:9.077mA) | TI DRV10974(空閑:0.357mA) ADV 電阻器:14k | 電機電流降低百分比 | ||||
| FG (Hz) | 功耗 (mW) | 功耗 (mW) / FG (Hz) | FG (Hz) | 功耗 (mW) | 功耗 (mW) / FG (Hz) | ||
| 580 | 58.217 | 457.27 | 7.85 | 58.392 | 422.70 | 7.24 | -8.2% |
| 910 | 91.136 | 1057.77 | 11.61 | 91.403 | 1035.99 | 11.33 | -2.1% |
| 960 | 95.776 | 1171.03 | 12.23 | 96.265 | 1123.05 | 11.67 | -4.3% |
| 1000 | 100.314 | 1271.15 | 12.67 | 100.336 | 1192.12 | 11.88 | -6.6% |
| 1080 | 108.218 | 1526.41 | 14.10 | 108.261 | 1442.72 | 13.33 | -5.8% |
我們發現對于電機二,在使用 DRV10974 時,不同電機速度下的系統級效率可提升高達 8.2%。
| 目標 RPM | 競爭對手 A(空閑:9.077mA) | TI DRV10974(空閑:0.357mA) ADV 電阻器:14k | 電機電流降低百分比 | ||||
| FG (Hz) | 功耗 (mW) | 功耗 (mW) / FG (Hz) | FG (Hz) | 功耗 (mW) | 功耗 (mW) / FG (Hz) | ||
| 580 | 57.996 | 460.66 | 7.94 | 58.065 | 425.06 | 7.32 | -8.4% |
| 910 | 91.315 | 1079.95 | 11.83 | 90.684 | 1065.89 | 11.75 | -1.3% |
| 960 | 96.023 | 1200.72 | 12.50 | 96.266 | 1157.63 | 12.03 | -3.7% |
| 1000 | 99.959 | 1289.33 | 12.90 | 100.144 | 1236.78 | 12.35 | -4.2% |
| 1080 | 108.560 | 1539.19 | 14.18 | 108.040 | 1462.54 | 13.54 | -5.2% |
我們發現對于電機三,在使用 DRV10974 時,不同電機速度下的系統級效率可提升高達 8.4%。
DRV10974 的一個關鍵優勢是能夠在電機不旋轉時進入低功耗模式,從而減少額外功耗(如上表中空閑電流時所示)。
如以上數據所示,TI 的 DRV10974 在不同電機上的所有目標速度下的性能都優于競爭對手 A,從而使工程師能夠在低電壓風扇應用中實現出色效率。在設計您的下一個低壓電器風扇系統時,不妨考慮使用該器件。