芯耀
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經(jīng)常使用或維修變頻器的工程師是不是有這樣的發(fā)現(xiàn)：變頻器體積越來(lái)越小了，是不是也曾經(jīng)大意被風(fēng)扇電源電到過(guò)，是不是見(jiàn)過(guò)變頻器內(nèi)部有工頻變壓器，但現(xiàn)在卻變少了？
我們分析這些變化的原因，發(fā)現(xiàn)一個(gè)很重要的原因是變頻器散熱風(fēng)扇由交流向直流轉(zhuǎn)變，那么，我們來(lái)分析一下這個(gè)轉(zhuǎn)變的主要原因：
1、同規(guī)格的直流風(fēng)扇在風(fēng)速、風(fēng)量以及風(fēng)壓上比交流指標(biāo)更好
以下是某品牌常規(guī)直流風(fēng)扇的一些指標(biāo)，其中轉(zhuǎn)速，風(fēng)量以及風(fēng)壓幾個(gè)參數(shù)，直流風(fēng)扇指標(biāo)優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)。其中主要的技術(shù)門(mén)檻是交流風(fēng)扇的風(fēng)速只能到3000RPM左右，所以根據(jù)相關(guān)指標(biāo)對(duì)比，直流風(fēng)扇具有非常好的性能。
圖1
基于以上的原因，變頻器的熱設(shè)計(jì)密度可以做到更大，因此變頻器的體積也隨著直流風(fēng)扇的使用而逐漸的縮小。
2、由于是直流單獨(dú)供電，因此其轉(zhuǎn)速受電源電壓的影響幾乎為零；
直流風(fēng)扇由于是采用單獨(dú)的直流電源系統(tǒng)，此供電電源將電網(wǎng)電壓的波動(dòng)可以完全的消耗，在變頻器可運(yùn)行的范圍內(nèi)穩(wěn)定的輸出對(duì)應(yīng)的直流電壓，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速受電網(wǎng)波動(dòng)極小。因而保證了變頻器的穩(wěn)定性。
3、低壓供電，規(guī)避變頻器在維護(hù)時(shí)被電擊的風(fēng)險(xiǎn)。
變頻器風(fēng)扇屬于易損器件，需經(jīng)常維護(hù)，交流供電時(shí)難免存在不規(guī)范操作或不規(guī)范接線的情況，導(dǎo)致使用中被電擊或出現(xiàn)接地短路的比比皆是。 但直流風(fēng)扇使用低壓供電（一般為24VDC，偶有選擇12VDC或48VDC）。因而可以規(guī)避操作人為被電擊的情況。同時(shí)供電電源一般都有短路保護(hù)，因此保證了散熱風(fēng)扇的應(yīng)用安全。
基于以上幾點(diǎn)原因，直流風(fēng)扇在變頻行業(yè)已逐漸使用起來(lái)，但其中直流供電電源的負(fù)載能力和使用壽命又成為新的問(wèn)題。
我們?cè)賮?lái)討論一下變頻器散熱風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)保護(hù)。
驅(qū)動(dòng)保護(hù)及堵轉(zhuǎn)檢測(cè)是否有必要？當(dāng)風(fēng)扇出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)或損壞（短路失效）時(shí)導(dǎo)致其驅(qū)動(dòng)的電源負(fù)載增大，這時(shí)如果不進(jìn)行保護(hù)，則有可能帶來(lái)開(kāi)關(guān)電源的損壞；風(fēng)扇本身就屬于易損器件，風(fēng)扇燒壞導(dǎo)致變頻器開(kāi)關(guān)電源損壞或不能正常使用，曾經(jīng)一度是比較常見(jiàn)的故障之一。 因此我們強(qiáng)烈建議做好風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)過(guò)載或短路保護(hù)！
堵轉(zhuǎn)檢測(cè)上，目前部分品牌的直流風(fēng)扇本身帶堵轉(zhuǎn)檢測(cè)信號(hào)輸出并且有堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能（當(dāng)取消堵轉(zhuǎn)時(shí)風(fēng)扇能正常運(yùn)行），當(dāng)然有一定設(shè)計(jì)能力的變頻器廠家也可自行搭建堵轉(zhuǎn)檢測(cè)電路。風(fēng)扇堵轉(zhuǎn)會(huì)帶來(lái)如何哪些后果呢？變頻器溫升過(guò)高導(dǎo)致過(guò)熱保護(hù)也存在過(guò)熱炸機(jī)風(fēng)險(xiǎn)；變頻器溫升未到過(guò)熱，但元器件持續(xù)高溫下工作導(dǎo)致器件的損壞；風(fēng)扇堵轉(zhuǎn)，線包會(huì)馬上飽和，變成電阻，這個(gè)時(shí)候比較容易燒驅(qū)動(dòng)芯片。
因此我們建議：不增加成本的基礎(chǔ)上風(fēng)扇可以做堵轉(zhuǎn)保護(hù)，但以告警為主，變頻器不能停機(jī)；特別是大功率多風(fēng)扇并行時(shí)。
我們以常用的24V風(fēng)扇為例，從圖1的直流風(fēng)扇參數(shù)中我們可以看到，其工作電流一般為200-400mA，我們也參考了其它廠家的一些參數(shù)，大部分也是在這個(gè)范圍。針對(duì)上面的一些情況及實(shí)際需求，我們推薦一款合適的風(fēng)扇馬達(dá)驅(qū)動(dòng)IC，下面是其介紹。
成都芯進(jìn)電子的CC6422是一款低噪聲，高效率，24V/450mA的單相正弦波直流無(wú)刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。
CC6422為PWM調(diào)速的單線圈直流無(wú)刷散熱風(fēng)扇提供了單芯片的解決方案。穩(wěn)壓輸出模塊可以使芯片工作在3.5V 到28V 電壓范圍。
PWM 端口內(nèi)置10kΩ上拉電阻。由于PWM信號(hào)通常由開(kāi)集電極或者開(kāi)漏輸出的方式提供，PWM 端口則無(wú)需再外置上拉電阻。此外，當(dāng)PWM信號(hào)的信號(hào)線出現(xiàn)開(kāi)路的情況時(shí)，該上拉電阻可以保證電機(jī)處于全速工作的狀態(tài)，增加了工作的安全性。
采用控制專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)零電流換相（ZCS）和零磁場(chǎng)換相（ZBS）。啟動(dòng)狀態(tài)期間，CC6422檢測(cè)環(huán)境的磁場(chǎng)強(qiáng)度，進(jìn)行自適應(yīng)增益調(diào)整。自適應(yīng)調(diào)整完成后，進(jìn)入正弦波工作狀態(tài)。
CC6422有智能軟啟動(dòng)功能，可以消除電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的尖峰電流，提高系統(tǒng)可靠性。正弦波電流工作方式會(huì)極大提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，降低噪音。
FG/RD輸出端口提供轉(zhuǎn)速計(jì)算和堵轉(zhuǎn)報(bào)警功能，該端口集成短路保護(hù)功能，可防止意外情況下由于短接而燒毀芯片。
CC6422內(nèi)置堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能，避免風(fēng)機(jī)在遇到機(jī)械阻塞的時(shí)候因?yàn)檫^(guò)熱而燒毀線圈和芯片。工作溫度范圍為-40~125℃，內(nèi)置過(guò)熱保護(hù)功能，當(dāng)芯片溫度高于160℃時(shí)，輸出將被關(guān)斷。當(dāng)溫度降低到安全水平時(shí)，芯片自動(dòng)恢復(fù)工作。
下面是溫控散熱風(fēng)扇的參考設(shè)計(jì)：
從以上參數(shù)和性能介紹我們可以了解到，CC6422滿足了變頻器散熱風(fēng)扇最關(guān)鍵的功能和技術(shù)要求，是一個(gè)非常理想的驅(qū)動(dòng)IC。在不同電壓和電流的變頻器散熱風(fēng)扇中，芯進(jìn)電子還有更多的驅(qū)動(dòng)方案可以選擇，如果有這方面的需求，可以參考如下選型表或者聯(lián)系技術(shù)人員協(xié)助選型。
