【導(dǎo)讀】隨著人們健康意識(shí)的提高，智能清潔電器越來(lái)越普及，用戶對(duì)吸塵器的體積、功率、便攜性等的要求也在逐漸提高，尤其是無(wú)線吸塵器。
然而市場(chǎng)上的吸塵器電機(jī)大多以串激交流電機(jī)和永磁直流有刷電機(jī)為主，這兩類電機(jī)的使用壽命與碳刷息息相關(guān)：壽命短、體積大、重量大并且效能低，并不能很好地滿足市場(chǎng)需求。再加上電池的影響，吸塵器想要“甩掉辮子”并不容易。
基于吸塵器對(duì)電機(jī)小體積、重量輕、長(zhǎng)壽命、高性能的新需求，無(wú)刷直流電機(jī)（BLDC）壽命長(zhǎng)、易于控制的特點(diǎn)則很好地滿足了吸塵器設(shè)計(jì)中多應(yīng)用集成的需求，也為個(gè)性化的吸塵器設(shè)計(jì)提供了更多的可能。
● BLDC電機(jī)的高效率體現(xiàn)在可以控制它的回旋力（扭矩），使其始終保持最大值；因此，BLDC電機(jī)可以絲毫不差地得到需要的扭矩和旋轉(zhuǎn)數(shù)等，通過(guò)精確地控制來(lái)抑制電機(jī)的發(fā)熱和電力消耗。若是電池驅(qū)動(dòng)，則能通過(guò)周密的控制，延長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)時(shí)間。除此之外，還有耐用、電氣噪音小等特點(diǎn)。
● 用于工業(yè)應(yīng)用的BLDC電機(jī)旨在提供受保護(hù)的高效小型解決方案，其中三相橋式開(kāi)關(guān)電路是核心，其控制通常使用微控制器（MCU）或其他ASIC來(lái)協(xié)調(diào)其開(kāi)關(guān)，以滿足精確的開(kāi)關(guān)計(jì)時(shí)要求。這可能會(huì)帶來(lái)挑戰(zhàn)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)MCU輸出并沒(méi)有針對(duì)驅(qū)動(dòng)功率晶體管進(jìn)行優(yōu)化。因此，通過(guò)更快地對(duì)柵極電容進(jìn)行充放電來(lái)縮短過(guò)渡期的持續(xù)時(shí)間是有好處的。柵極驅(qū)動(dòng)器是一個(gè)用于放大來(lái)自微控制器或其他來(lái)源的控制信號(hào)，從而使其適應(yīng)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)高效運(yùn)行的電路。
● 對(duì)電機(jī)精準(zhǔn)控制及其后續(xù)調(diào)整對(duì)MCU的要求較高，這對(duì)死區(qū)時(shí)間和輸入信號(hào)的可變性也有一定要求。瑞薩給到的解決方案是：智能柵極驅(qū)動(dòng)器BLDC電機(jī)控制。
系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)
● 允許采用極簡(jiǎn)MCU，無(wú)需三相耦合的S/H電路進(jìn)行電流傳感；
● PWM的輸入信號(hào)僅由PWMhi信號(hào)組成，擁有可調(diào)死區(qū)時(shí)間的PWMlo由柵極驅(qū)動(dòng)器生成；
● 廣泛的電機(jī)功能：電壓5~60V，電流最大2A。
系統(tǒng)框圖
目標(biāo)應(yīng)用
● 通風(fēng)機(jī)/風(fēng)機(jī)
對(duì)于通風(fēng)機(jī)和風(fēng)機(jī)而言，改變通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓，以滿足使用工況變化的要求，稱為性能調(diào)節(jié)。常用的調(diào)節(jié)方法中，就經(jīng)濟(jì)性能而言，改變通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的這種方法較好，但比較復(fù)雜。改變轉(zhuǎn)速時(shí)需考慮葉輪強(qiáng)度和電動(dòng)機(jī)負(fù)荷條件。
● 真空吸塵器
真空吸塵器的電機(jī)上附有風(fēng)扇，電動(dòng)抽風(fēng)機(jī)通電后高速運(yùn)轉(zhuǎn)，使吸塵器內(nèi)部形成瞬間真空，內(nèi)部的氣壓大大低于外界的氣壓，在這個(gè)氣壓差的作用下，塵埃和臟東西隨著氣流進(jìn)入吸塵器桶體內(nèi)，再經(jīng)過(guò)集塵袋的過(guò)濾，塵垢留在集塵袋，凈化的空氣則經(jīng)過(guò)電動(dòng)機(jī)重新逸入室內(nèi)，起到冷卻電機(jī)、凈化空氣的作用。
● 加熱器系統(tǒng)
隨著電力電子技術(shù)和BLDC電機(jī)的發(fā)展，加熱器系統(tǒng)逐漸從“交流變頻”變?yōu)椤爸绷髯冾l”。現(xiàn)在的超高壓直流輸變電輸電過(guò)程中，因?yàn)樵诠β室欢ǖ臈l件下，電流越大損耗越大，“超高壓-直流”可以達(dá)到節(jié)能、環(huán)保的目的。
組合元件
● RAA227063是一款智能柵極驅(qū)動(dòng)器IC，適用于BLDC電機(jī)應(yīng)用。它集成了三個(gè)半橋智能柵極驅(qū)動(dòng)器，能夠驅(qū)動(dòng)多達(dá)三個(gè)N溝道的MOSFET橋，并支持4.5~60V的橋式電壓。每個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器支持高達(dá)1A的源極電流和2A的灌電流峰值驅(qū)動(dòng)電流，并具有可編程的驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度控制。
RAA227063實(shí)現(xiàn)了可調(diào)節(jié)和自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間，以確保穩(wěn)健性和靈活性。有源柵極保持機(jī)制可防止米勒效應(yīng)引起的交叉?zhèn)鲗?dǎo)，并進(jìn)一步增強(qiáng)魯棒性。
● MOSFET適用于開(kāi)關(guān)（電機(jī)驅(qū)動(dòng)等）和負(fù)載開(kāi)關(guān)應(yīng)用，低導(dǎo)通電阻、高速開(kāi)關(guān)和高魯棒性。
● RA2E1產(chǎn)品群是RA系列的入門級(jí)單芯片微控制器，其基于48MHz Arm? Cortex?-M23內(nèi)核，具有高達(dá)128kB的代碼閃存以及16kB的SRAM。這款產(chǎn)品采用優(yōu)化的制程和瑞薩電子的低功耗工藝技術(shù)，是業(yè)界一流水平的超低功耗微控制器。RA2E1產(chǎn)品支持1.6~5.5V的寬工作電壓范圍和多種封裝，如LQFP、QFN、LGA、BGA和WLCSP。RA2E1可與RA2L1產(chǎn)品群引腳和外圍設(shè)備兼容，特別適用于電池供電應(yīng)用和空間受限應(yīng)用，以及其他需要高性能和低功耗的系統(tǒng)。
本方案為電機(jī)應(yīng)用提供了更多可能性，將實(shí)用性與便攜性相統(tǒng)一，助力進(jìn)一步擴(kuò)大相應(yīng)市場(chǎng)。
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