马达应用推陈出新 带动人类文明持续转动

马达是人类生活中,最常见也不可或缺的电动机械之一,应用在人类生活中需要动力推动运转的各种电子与机械设备之中,小到玩具、大到汽车、大型机具,都可以看到马达的身影。虽然数百年来,马达的基本设计原理并没有太大的改变,但随着科技的进步,各种尺寸、各种功能特性的马达,还是不断推陈出新,应用到人类生活的各个角落。

马达是家中电器的重要组成部件

在人类家庭中,最常见到的马达应用,便是最常见的风扇,目前的风扇大多采用传统的交流电风扇,而新型态的家用风扇则采用了无刷直流(BLDC)风扇,相对于交流电风扇,无刷直流风扇具有高效率、宁静与平稳的特性,在1200rpm时,输出的功率仅需要15W,艾睿电子推出了20W的无传感器无刷直流家用风扇参考设计,其电路设计相当简单,仅需要两个主要芯片,因此是相当具成本效益的设计,其采用IFX控制芯片(IRMCK099M)与驱动芯片(IRSM836)两个芯片,内建有32位MCE计算引擎、硬件加速器,可以支持150~1200rpm的转速,适用于家用风扇、排风扇、低电压风扇控制等应用。

另外一种常见的马达应用,便是热门的扫地机器人,艾睿电子推出的扫地机器人参考设计采用了转速可高达30000rpm的无刷直流马达,搭配采用三芯锂离子电池,支持12V直流电压驱动,是一套高效率、低噪音与高稳定性的马达控制系统。其采用Allegro公司的三相无刷直流马达驱动器A4931,以及Toshiba公司的TPCP8205 MOSFET与Littelfuse公司的TVS二极管瞬变电压抑制器SD15C-01FTG,支持锁定保护,以及过流保护(OCP)与过温保护(OTP),具有高运作效率与低驱动电流的特色,外置式MOSFET可以支持4A驱动电流。这个解决方案除了应用在扫地机器人之外,还可以应用在气泵与低电压风扇。

还有一种马达在家庭的应用便是车库门开启器,用来开启与关闭车库门,大多数利用在车库墙壁上的开关或是用户采用遥控器来进行控制,由艾睿电子推出的设计套件采用了150W的无刷直流马达,搭配包含了IFX马达控制芯片(IRMCF183)、闸门驱动器(IRS2304STRPBF)与MOSFET的主控制板,便可以组成稳定又可靠的车库门开启器。其电流输入为95V ~ 135VAC,最大的承载力达到150磅,具有7段速度控制,并具有过载保护与过流保护功能,除了能够适应于车库门开启器之外,也可以应用于升降桌、压缩机与风扇控制等应用。

此外,在新兴的电动汽车领域,由于电动汽车应用是采用电池电压来驱动空调,其大多数是采用72V的电池,因此需要采用低电压的压缩机,艾睿电子也推出了70W的低电压空调压缩机参考设计,其采用STM M3为控制器,其内建运算放大器可以简化电路设计,输出电流可达到50A,电路板可以支持到3500W,支持高压力启动、低噪音、高效率,以及过流保护与过温保护功能。其中主要芯片包含微控制器(STM STM32F302)、网关驱动器(STM L6387ED)、MOSFET(STM STP200N12F7)、直流/直流转换器(STM VIPER26),以及检流电阻(Vishay WSLP39214L000FEA),可以应用在低电压压缩机与电动汽车压缩机。

成熟市场稳定发展  新应用带动新商机

虽然马达已经是相当成熟的产品,但在原有市场需求持续存在,以及采用低电压、低功率技术的新趋势,新的应用则会带动各种新式马达的市场发展,持续地为人类文明发展,带来源源不绝的动力。

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