来源：钥城网

　　背景介绍

　　无刷直流电机（简称BLDC电机）是一种采用直流电源并通过外部电机控制器实现电子换向的电机。不同于有刷电机依靠电刷和机械换向器实现换相，BLDC电机依靠霍尔传感器的输出或无霍尔感测技术提供转子位置信息，通过电机控制器的控制时序实现电子换向，因此称为无刷直流电机。

　　无刷直流电机的基本结构由定子、转子和霍尔传感器组成。以单相直流无刷电机为例，如下图所示，控制4个功率管的开通与关断，周期性地改变电机AB两端的电位，从而引起定子与转子的吸引与排斥，产生旋转运动。

单相高压无刷直流电机控制器KPSG

　　KPSG是一款针对单相高压直流无刷电机应用的全桥控制器，可控制单相高压直流无刷电机，并与外置功率器件组合以满足不同功率等级要求的应用。

　　KPSG内置单相BLDC控制算法及两路高压半桥驱动电路，外围应用简单，同时芯片集成输出抖频功能，中心频率为20kHz，噪音低，EMC性能佳。

　　KPSG还集成内置高压自供电电路，除满足自身芯片用电需求外，也可为无刷直流电机应用的霍尔传感器或低功耗应用的单片机供电。

　　系统可靠性是电机运行的必要条件，KPSG集成完备的保护功能，包括：堵转保护、系统过流保护、VDD欠压保护（UVLO）、内部过热保护。

KPSG典型应用框图

　　为使读者便于理解KPSG，从以下5个方面来总结必易微针对高压直流电机应用推出的解决方案：

　　亮点1：“二合一”高压解决方案，灵活调配负载功率

　　KPSG集成单相BLDC控制单元（ControlUnit）及两路高压半桥驱动电路，客户可根据应用的功率等级灵活选配外围功率器件，方案灵活性高。单相BLDC控制单元既完成单相BLDC的启动、转向和速度的控制调节，也完成故障状态的保护，客户仅需通过一个接口（PWM）即可实现对电机速度的控制。

　　KPSG同时集成了两路高压半桥驱动电路，半桥驱动电路自举二极管亦集成在芯片内部，客户可省却外围二极管。整体方案外围简单，PCB紧凑。

亮点2：集成抖频（Spreadspectrum）功能，EMC性能佳

　　KPSG内置抖频功能，中心频率为20KHz，并在一定时间内以正负2kHz的频率周期性变化。众所周知，对于理想的周期性信号，频谱是离散的，仅在固定的频率点上有能量，因此能量很集中，很可能超出电磁干扰法规的规范范围。而采用抖频技术的芯片，可使能量不再集中于某个既定的频率点上，而是分散在一定范围内的频段内，但总能量是一样的，从而使得在整个频带范围内的信号幅值峰值降低，进而获得良好的EMC性能。

　　下图为在同样的EMC滤波器与功率等级条件下的EMI传导测试图。采用必易微集成抖频功能方案的BLDC控制方案，可比未集成抖频功能方案的EMC裕量优6dB。

亮点3：无启动死点

　　单相永磁同步电机存在“死点”，如下图所示，电机转矩由电磁转矩和磁阻转矩两分量组成，对均匀气隙结构的单相永磁电机，其电磁转矩存在有周期性的“死点”，即当绕组通电时，定转子磁场的夹角为0°或者°电角度时，电磁转矩为0，因此电机静止时，不能让转子停在死点处。为消除“死点”，在电机设计中需要改变转子磁路的对称性，采用不对称气隙结构设计，利用磁阻转矩与电磁转矩的合成，使得转子在各个电角度下，均能获得起动转矩，解决电机“死点”问题。

单相永磁同步电机输出转矩特性

　　KPSG内置智能启动算法，在不同气隙设计结构及不同负载条件下，电机均能平稳启动。

　　亮点4：集成低压供电电源，支持霍尔及简单外围供电

　　KPSG集成自供电电源，可支持霍尔及其它外围供电。芯片通过内置高压LDO和低压LDO给VDD引脚与VLDO引脚供电。VDD引脚正常输出电压11.9V，输出电流可至17mA；VLDO引脚平均输出电压5V，输出电流可至9mA。KPSG集成低压供电电源，可解决系统外围低用电应用的电源问题，简化外围电路，使整体BOM成本更优。

亮点5：多种调速方式兼容：PWM/模拟/电位器调速

　　KPSG支持PWM调速、模拟电压调速和电位器调速。调速方式灵活且控制线性度高，客户通过PWM接口可实现对电机速度的控制。调速功能如下：PWM调速下推荐输入工作频率1KHz，占空比范围5％-95％；模拟电压调速下推荐输入电压范围0.8V-2.6V；电位器调速下推荐输入阻值范围4Kohm-14Kohm。

总结

　　单相高压直流无刷电机全桥控制器KPSG适用于中大功率单相高压直流电机应用场合，在落地扇、管道风机、大功率散热风扇等应用场合具有使用简单、EMC性能佳、整体BOM成本更优化等各种优势！

　　驱动创新，不断发展！

　　必易微将陆续推出针对各类电机驱动和控制应用的优势产品，敬请

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