Бесколлекторный двигатель (прямоприводной электродвигатель постоянного тока, вентильный двигатель, электронный двигатель) в лазерном принтере применяется для перемещения лазерного луча и для механизма протяжки, все вентиляторы (и блока питания и процессора) имеют подобный принцип работы. Кроме того, этот двигатель вы встретите и в бытовой технике – в любом магнитофоне, видеомагнитофоне и видеоплеере, видеокамере и т.д. Одним словом, там, где требуется постоянная, высокая и стабильная скорость вращения – там применяются бесколлекторные электродвигатели.
Этот тип двигателя характеризуется следующими преимуществами:
- малая неравномерность мгновенной скорости вращения;
- низкий уровень акустических шумов;
- небольшие габариты, масса, потребляемая мощность;
- высокая надежность;
- низкая стоимость.
Для управления бесколлекторными двигателями применяются специальные микросхемы - драйверы двигателя. Эти микросхемы выполняют следующие функции:
усиление и обработка сигналов с датчиков положения ротора;
усиление и обработка сигнала от датчика частоты вращения;
формирование сигналов коммутации обмоток статора;
стабилизация частоты вращения.
Условно микросхемы драйверов можно разделить на мощные и маломощные. У мощных - обмотки статора подключаются непосредственно к выводам микросхемы и в качестве примера такого драйвера можно привести микросхему AN8245K (рис. 1). У маломощных - двигатель подключается через транзисторные усилительные ключи, например микросхема AN8261 (рис. 2).
Рис. 1
Описание контактов микросхемы AN8245K.
№ |
Обозна-чение |
Назначение |
1 |
H1+ |
Неинвертирующий вход датчика Холла фазы 1 |
2 |
H1- |
Инвертирующий вход датчика Холла фазы 1 |
3 |
H2+ |
Неинвертирующий вход датчика Холла фазы 2 |
4 |
H2- |
Инвертирующий вход датчика Холла фазы 2 |
5 |
H3+ |
Неинвертирующий вход датчика Холла фазы 3 |
6 |
H3- |
Инвертирующий вход датчика Холла фазы 2 |
7 |
VM |
Напряжение питания выходного каскада |
8 |
W OUT |
Выход фазы W |
9 |
R CS |
Резистор датчика тока |
10 |
V OUT |
Выход фазы V |
11 |
U OUT |
Выход фазы U |
12 |
GND |
Общий |
13 |
CLL |
Контроль ограничителя тока |
14 |
LS |
Захват |
15 |
SB |
Блокировка ФАП |
16 |
RFG |
Опорная частота FG |
17 |
FG OUT |
Выход усилителя датчика скорости |
18 |
FG |
Вход усилителя датчика скорости |
19 |
V REG |
Стабилизатор питания датчиков Холла |
20 |
VCC1 |
Напряжения питания |
21 |
PH ERR |
Выход фазового детектора |
22 |
E IN |
Вход усилителя ошибки |
23 |
E OUT |
Выход усилителя ошибки |
24 |
DTC |
Вход управления |
На вход микросхемы подаются сигналы от датчиков положения ротора и от датчика частоты вращения. В большинстве микросхем имеется входной сигнал START/STOP для включения и выключения двигателя. Так как микросхема поддерживает скорость вращения стабильной, то сигнал от датчика скорости вращения сравнивается с сигналом опорной частоты. Сигал опорной частоты представляет собой синусоидальное напряжение, формируемое либо кварцевым (емкостным) резонатором, либо ведущей микросхемой (например микропроцессором). Сигнал частоты вращения обычно обозначается FG. Имеются исключительно ведомые драйверы двигателей, которые не стабилизируют частоту вращения, а работают с частотой, задаваемой ведущей схемой, поэтому такие драйверы просто усиливают сигнал датчика скорости вращения и выдают его на ведущую микросхему и, кроме того, они не имеют входов опорной частоты.
Рис. 2
Описание контактов микросхемы AN8261.
№ |
Обозна-чение |
Назначение |
1 |
Vcc |
Напряжение питания |
2 |
FG1 |
Выход 1 датчика частоты |
3 |
FG2 |
Выход 2 датчика частоты |
4 |
GND |
Общий |
5 |
THD |
Установка порога срабатывания по перегреву |
6 |
VREF |
Опорное напряжение системы защиты от перегрева |
7 |
UH |
Выход фазы U, верхний транзистор |
8 |
VH |
Выход фазы V, верхний транзистор |
9 |
WH |
Выход фазы W, верхний транзистор |
10 |
WL |
Выход фазы W, нижний транзистор |
11 |
VL |
Выход фазы V, нижний транзистор |
12 |
UL |
Выход фазы U, нижний транзистор |
13 |
HC- |
Инвертирующий вход датчика холла фазы C |
14 |
HC+ |
Неинвертирующий вход датчика холла фазы C |
15 |
HB- |
Инвертирующий вход датчика холла фазы B |
16 |
HB+ |
Неинвертирующий вход датчика холла фазы B |
17 |
HA- |
Инвертирующий вход датчика холла фазы A |
18 |
HA+ |
Неинвертирующий вход датчика холла фазы A |