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CK3364N 三相直流無刷電機控制芯片

 一、概述

     CK3364是一款工業(yè)級三相直流無刷電機驅(qū)動控制IC ，其外圍電路簡單， 低成本， 應(yīng)用方便，只需修改一個電阻阻值就適用于有霍爾與無霍爾電機；采用SPWM 驅(qū)動方式具有效率高，噪音小等特點， 芯片集成過載保護，堵轉(zhuǎn)保護，低壓保護等多種保護機制，為產(chǎn)品的安全可靠保駕護航。

 二、特性

工作電壓范圍3.8V-5.5V              工作溫度范圍-40 -- 85度

適用于有霍爾和無霍爾電機           正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向控制

啟動力矩調(diào)節(jié)（無霍爾電機）         啟動換向周期調(diào)節(jié)（無霍爾電機）

軟換向轉(zhuǎn)向控制                      轉(zhuǎn)速信號輸出

過載保護                            恒流驅(qū)動

堵轉(zhuǎn)保護                            故障保護

 緩啟動功能                         轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)（0.02VDD-VDD線性調(diào)節(jié)）

 SOP16  無鉛封裝

三、應(yīng)用

    無刷無葉風扇、電動車、滑板車、平衡車、空調(diào)風機、車船航模、電動玩具、打磨機、手電鉆、雕刻機、電批等等

四、管腳分配

五、引腳功能說明

注：（1）M/T功能引腳為啟動時的初始轉(zhuǎn)速選擇和正常運轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)速信號輸出；針對無霍爾無刷電機，啟動時必須保證此引腳為合適的初始轉(zhuǎn)速電壓；正常運轉(zhuǎn)時此引腳輸出轉(zhuǎn)速方波信號。

    （2）6個MOS管驅(qū)動信號引腳都為正極性輸出

六、應(yīng)用功能描述

（1）工作方式及啟動力矩設(shè)定：

     若CK3364第12引腳RQD接到VDD，則為有霍爾工作方式。若接0.9VDD及以下電壓值，則為無霍爾工作方式，此引腳接0.01VDD-0.9VDD電壓范圍；電壓越高，啟動時力矩越大。

     無霍爾工作方式下，啟動力矩大小與電機實際應(yīng)用密切相連， 其主要表現(xiàn)為，啟動力矩小了電機不動或啟動困難，啟動力矩過大電機抖動厲害或偶爾在啟動時有反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，所以設(shè)定一個合適的啟動力矩值是很有必要的。
（2）開環(huán)啟動換向周期設(shè)定：

     無霍爾工作方式下，電機啟動時芯片提供啟動換向周期選擇功能，其運用引腳為CK3364第14腳M/T功能引腳，此引腳于與轉(zhuǎn)速信號輸出功能復用。

      電機在開環(huán)啟動狀態(tài)時，加載在CK3364第14腳的不同電壓值，可以設(shè)定不同的開環(huán)啟動換向周期；運用電路如下，取不同的電阻分壓選擇不同的開環(huán)啟動換向周期。

經(jīng)實踐證明 R值取6.8K時  開環(huán)啟動換向周期為30MS，適用于大部分電機

開環(huán)啟動換向周期于無霍爾電機啟動密切相關(guān)；開環(huán)啟動換向周期取值大，達不到一定轉(zhuǎn)速，檢測不到反電動勢位置信息，啟動容易失敗。開環(huán)啟動換向周期取值小，需要較大驅(qū)動力矩才能讓電機啟動，電機啟動不平順，容易抖動。

理想的啟動條件為設(shè)置合理的開環(huán)啟動換向周期，使電機加速完成后剛好能檢測到反電動勢信號；設(shè)置合適的開環(huán)啟動力矩，使每次換相時電機剛好轉(zhuǎn)到對應(yīng)的特定位置。

（3）軟換向 Z/F：

CK3364的 8腳 Z/F 為轉(zhuǎn)向控制腳，可直接接 VDD和地（內(nèi)部有上拉電阻50KΩ左右）， CK3364具有軟換向功能， 此功能在很多應(yīng)用中起到了的保護了功率管和電機作用，提高了運行的可靠性和使用壽命，具體操作體現(xiàn)為，當電機正在向一個方向轉(zhuǎn)動時 Z/F 電平發(fā)生變化，驅(qū)動首先停止輸出，讓電機自由停止后，再向另一個方向運轉(zhuǎn)。 

（4）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)：

    CK3364第13腳VR 輸入0V電壓，關(guān)閉電機進入待機狀態(tài)。VR 輸入0.05*VDD電壓電機啟動。調(diào)高電壓調(diào)高轉(zhuǎn)速，最高轉(zhuǎn)速對應(yīng)電壓為芯片VDD電壓。

（5）過載保護設(shè)定： 

當 IS 腳電壓達到 0.1V 時，過載監(jiān)控啟動， 并進入恒流狀態(tài)，保持驅(qū)動電流的恒定，此時驅(qū)動電流不再隨著 VR 端的電壓升高而升高，也不會隨著負載的增大而增大，在此狀態(tài)IC會繼續(xù)為電機提供持續(xù)恒定的驅(qū)動功率，保持電機的正常運行，如果 IS 腳電壓達到或超過 0.2V 系統(tǒng)將在2毫秒時間內(nèi)停止輸出，進入關(guān)機保護狀態(tài)。 

RIS 選值             RIS = 0.1/I 
式中的 I 為恒流電流設(shè)定值，單位為“ A”
RIS  為限流電阻，單位為 “歐姆”

（6）堵轉(zhuǎn)保護： 

電機在運行過程中一定時間內(nèi)檢測不到位置信號，很大可能是電機堵轉(zhuǎn)，則關(guān)閉電機，重新啟動。電機在 6S 內(nèi)反復啟動不能正常運轉(zhuǎn)的情況下會自動保護停止輸出，將 VR 端電壓降到 0V 解除保護，再次調(diào)高 VR 端電壓可重新啟動電機。

（7）轉(zhuǎn)速信號：

 CK3364第14腳M/T在正常運轉(zhuǎn)時輸出方波轉(zhuǎn)速信號，其工作方式是每進行一次換向翻轉(zhuǎn)一次電平輸出；根據(jù)電機的磁極對數(shù)可以換算出電機轉(zhuǎn)速。

具體計算為：

  電機轉(zhuǎn)一圈的換相步數(shù)=磁極對數(shù)*6

  例如一個4對極的電機，在0.5S內(nèi)檢測到M/T信號有500次翻轉(zhuǎn)

     那么0.5S內(nèi)電機的轉(zhuǎn)數(shù)=500/（4*6）≈20.8333圈

     則1分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)=60*20.8333/0.5≈2500轉(zhuǎn)

  CK3364支持的最快換相周期為125uS

  以4對極的電機為例，CK3364支持的最高轉(zhuǎn)速為20000轉(zhuǎn)/分

  CK3364第14腳M/T與開環(huán)啟動換向周期功能復用，電機啟動時，此引腳為輸入狀態(tài)，用于檢測開環(huán)啟動換向周期值。電機正常運轉(zhuǎn)時，此引腳為輸出狀態(tài)。

七、典型運用電路圖

AC110V/220V高壓電機驅(qū)動方案