变速直流风扇电机驱动器应用

1、变速直流风扇电机驱动器 THMC40/41 及其应用作者：省质量监频检验所友来源：国外元器件摘要：THMC40/41 是一种可驱动和两相可调速 12V 直流无刷电机的驱动器。文中了 THMC40/41 的功能特点，详细描述了该驱动器的组成结构引脚功能和极限参数，最后给出了它们的应用电路。：变速风扇 电机驱动 THMC40/411 THMC40/41 的功能特点THMC40/41 是一种二相直流风扇无刷电机驱动器；可用于需要 PRM 速率制。这种驱动器具有以下特点：的 12V 散热风扇的控 可对直流风扇进行速率而无需外部功率驱动，并可减少元件数目、节省空间、降低成本。 采用独特的调节电机绕组功率

2、电平方法风扇速率。 通过 V电压改变运行周期，可在 11%100%范围内以调节风扇速率。方式来 功耗低，睡眠模式下的典型电流值仅为 300µA。 具有关断和自动重试功能，可有效保护锁定转子。 具有速率信号或锁定转子检测信号输出。 带有低噪声的传感器信号调节。 具有热关断保护功能， 结温超过 165时会自当动关闭。2 内部及引脚功能2.1 内部结构THMC40/41 驱动器内部由 23kHz振荡器、产生器、转速器、高端栅极驱动器、低端栅极驱动器、传感比较器、启动和睡眠检测电路、锁定转子检测与自动再启动电路、热管理电路、高低端开关、同步开关电路以及电源电路等部分，图 1 所示其内部结构框

3、图。THMC40/41 两的不同之处是其脚 2 功能有区别。THMC40 的脚 2（TACH）输出为漏极开路转速计信号输出。可用作风扇实际速率的监视和测量；THMC41 的脚 2（RD）输出则为漏极开路电机转子锁定检测输出，可用作电机锁定时的。但两种驱动器均为驱动电机绕组设置了 RDS=0.4、额定电流为 1A 的高、低端 PW 同 DMOS 驱动电路，并从脚 5（VOUT）、脚 11（PHA）和脚 10（PHB）输出，因此，无需外加功率驱动电路。THMC40/41 通过调节电机绕组的功率电平来风扇速度。2.2 引脚排列与功能THMC40/41 采列 14 引脚封装形式，其引脚排列如图 2 所

4、示，各引脚的功能说明如下：脚 1（Cosc）：外部振荡电容连接端，可能性用于设计定振荡器的频率。与脚 1 连接的内部180µA 电流源和电流吸收器用来给振荡器电容充电和放电，以在脚 1 上产生从 0.52.3V 的三角波电压信号。脚 2（TACH）：漏极开路转速计信号输出端（仅 THMC40），可用作风扇实际速度的监视和测量。对于 THMC41，其脚 2（RD）为漏极开路电机转子锁定检测输出，可用来在电机锁定。THMC40 的脚 2（TACH）状态与脚 13(H+)、脚 12（H-）、脚 11（PHA）和脚 10（PHB）的输入状态的对应如表 1 所列。表 1 THMC40 的 2

5、脚与 1013 脚的对应脚 3（CP）：外部电荷储存电容连接端，用于产生 VOUT 输出高端 DMOS 管所需的栅极驱动电压。脚 4（VPWR）：驱动器供给电压输入端。脚 5（VOUT）：电机绕组高端驱动输出。脚 6（NC）和脚 8（NC）为空端。脚 7（PGND）、脚（AGND）：分别是驱动器的功率地和模块地。脚 10（PHB）、脚 11（PHA）：分别为电机 B 相、A 相绕组低端驱动引脚。可用来驱动换相（可根据效应位置传感器监测的转子位置进行）。脚 13（H+）、脚 12（H-）：分别是传感比较器正、负输入引脚。脚 14（V）：占空因数上的数字电压输入端。其信号可以是直流电压信号，也可以

6、输入来自 PC 母板上超级 I/O速度线与 V信号。但在后者条件下，之间由 10k 电阻和 0.1µF 电容组成的 RC 滤波器，如图 3 所示。H+H-PHAPHBTHAC(THMC40)+-High(OFF)LOW(ON)High(OFF)-+LOW(ON)High(OFF)LOW(ON)3 电气参数THMC40/41 的主要电参数如下： 最高输入电压 V：18V； 高端VOUT：18V；驱动输出最高电压 低端驱动电压 VPHA、VPHB： 40V； 传感比较器传感输入电压 VH+、VH-：7V；占空因数输入电压 V：7V； 漏极开路转速计信号输出电压 V7ACH（仅 THMC4

7、0）：7V； 漏极开路电机转子锁定检测输出电压 VRD（仅 THMC41）：7C； 振荡电容电压 Vcosc：7V； 充电泵电容电压 VCP：30V； 高端驱动输出电流 IOUT：1.5A； 低端驱动输出电流 IPHA、IPHB：1.5A； 功耗 PD：1022mW； 工作温度范围 Tc：-30+80； 存贮温度范围 Tstg：-55+150； 最高结温 Tj：150。 焊接温度（10s）TLEAD：300。4 应用THMC40/41 主要用于变速直流无刷风扇电机的驱动。其应用领域桌上电脑、工作站、服务器、打印机、检测仪器以及电源等。图 4 是 THMC40/41 的应用电路原理图。图中 12

8、V 直流电压经二极管 CR1 加至 THMC40/41 的脚 4（VPWR）作为其工作电压，其工作电流约为 5µA。与脚 4 相连的电容 C4 是旁路电容，C5 的作用是消除电机换向时在输入电源上出现的电流尖峰。C2 是容。振荡器频率设定电容，C3 是电荷泵储能电将 THMC40/41 的脚 5（VOUT）高端驱动输出施加于电机绕组的公共端 L，即可利用内部产生的信号可为电机提供一个可的功率，从而电机的转速。当驱动信号开通期间，电驱动信号截止期间，电机电流减小。在 THMC40/41 脚 14（V机电流增加；在）上的速率控制输入开路时，可由 110M 电阻风扇运行。利用 V电压可以决定 VOUT 上输出的波形占空因数，V电压输入，亦可以是数字输入。将V电压和脚 1既可以是直流（Cosc）上产生的三角