【应用】直流无刷马达驱动IC CC6422应用于变频器散热风扇，正弦波电流工作方式极大提高风机运转效率

时间： 2020-08-07 来源：芯进电子

技术问答

经常使用或维修变频器的工程师是不是有这样的发现：变频器体积越来越小了，是不是也曾经大意被风扇电源电到过，是不是见过变频器内部有工频变压器，但现在却变少了？

我们分析这些变化的原因，发现一个很重要的原因是变频器散热风扇由交流向直流转变，那么，我们来分析一下这个转变的主要原因：

1、同规格的直流风扇在风速、风量以及风压上比交流指标更好

以下是某品牌常规直流风扇的一些指标，其中转速，风量以及风压几个参数，直流风扇指标优势显而易见。其中主要的技术门槛是交流风扇的风速只能到3000RPM左右，所以根据相关指标对比，直流风扇具有非常好的性能。

图1

基于以上的原因，变频器的热设计密度可以做到更大，因此变频器的体积也随着直流风扇的使用而逐渐的缩小。

2、由于是直流单独供电，因此其转速受电源电压的影响几乎为零；

直流风扇由于是采用单独的直流电源系统，此供电电源将电网电压的波动可以完全的消耗，在变频器可运行的范围内稳定的输出对应的直流电压，风扇的转速受电网波动极小。因而保证了变频器的稳定性。

3、低压供电，规避变频器在维护时被电击的风险。

变频器风扇属于易损器件，需经常维护，交流供电时难免存在不规范操作或不规范接线的情况，导致使用中被电击或出现接地短路的比比皆是。但直流风扇使用低压供电（一般为24VDC，偶有选择12VDC或48VDC）。因而可以规避操作人为被电击的情况。同时供电电源一般都有短路保护，因此保证了散热风扇的应用安全。

基于以上几点原因，直流风扇在变频行业已逐渐使用起来，但其中直流供电电源的负载能力和使用寿命又成为新的问题。

我们再来讨论一下变频器散热风扇的驱动保护。

驱动保护及堵转检测是否有必要？当风扇出现堵转或损坏（短路失效）时导致其驱动的电源负载增大，这时如果不进行保护，则有可能带来开关电源的损坏；风扇本身就属于易损器件，风扇烧坏导致变频器开关电源损坏或不能正常使用，曾经一度是比较常见的故障之一。因此我们强烈建议做好风扇驱动过载或短路保护！

堵转检测上，目前部分品牌的直流风扇本身带堵转检测信号输出并且有堵转保护功能（当取消堵转时风扇能正常运行），当然有一定设计能力的变频器厂家也可自行搭建堵转检测电路。风扇堵转会带来如何哪些后果呢？变频器温升过高导致过热保护也存在过热炸机风险；变频器温升未到过热，但元器件持续高温下工作导致器件的损坏；风扇堵转，线包会马上饱和，变成电阻，这个时候比较容易烧驱动芯片。

因此我们建议：不增加成本的基础上风扇可以做堵转保护，但以告警为主，变频器不能停机；特别是大功率多风扇并行时。

我们以常用的24V风扇为例，从图1的直流风扇参数中我们可以看到，其工作电流一般为200-400mA，我们也参考了其它厂家的一些参数，大部分也是在这个范围。针对上面的一些情况及实际需求，我们推荐一款合适的风扇马达驱动IC，下面是其介绍。

成都芯进电子的CC6422是一款低噪声，高效率，24V/450mA的单相正弦波直流无刷马达驱动IC。

CC6422为PWM调速的单线圈直流无刷散热风扇提供了单芯片的解决方案。稳压输出模块可以使芯片工作在3.5V 到28V 电压范围。

PWM 端口内置10kΩ上拉电阻。由于PWM信号通常由开集电极或者开漏输出的方式提供，PWM 端口则无需再外置上拉电阻。此外，当PWM信号的信号线出现开路的情况时，该上拉电阻可以保证电机处于全速工作的状态，增加了工作的安全性。

采用控制专利技术实现零电流换相（ZCS）和零磁场换相（ZBS）。启动状态期间，CC6422检测环境的磁场强度，进行自适应增益调整。自适应调整完成后，进入正弦波工作状态。

CC6422有智能软启动功能，可以消除电机启动时的尖峰电流，提高系统可靠性。正弦波电流工作方式会极大提高风机的运转效率，降低噪音。

FG/RD输出端口提供转速计算和堵转报警功能，该端口集成短路保护功能，可防止意外情况下由于短接而烧毁芯片。

CC6422内置堵转保护功能，避免风机在遇到机械阻塞的时候因为过热而烧毁线圈和芯片。工作温度范围为-40~125℃，内置过热保护功能，当芯片温度高于160℃时，输出将被关断。当温度降低到安全水平时，芯片自动恢复工作。

下面是温控散热风扇的参考设计：

从以上参数和性能介绍我们可以了解到，CC6422满足了变频器散热风扇最关键的功能和技术要求，是一个非常理想的驱动IC。在不同电压和电流的变频器散热风扇中，芯进电子还有更多的驱动方案可以选择，如果有这方面的需求，可以参考如下选型表或者联系技术人员协助选型。

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全部评论（1）

horrybotter Lv4. 资深工程师 2021-03-29

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型号- CC6423,CCH890,CC6420,CC6421,CC64011A,CC6H77,CCH891,CC64012,CC64011,CC64010,CC6419,CC6415,CC6416,CCH284,CC6430,CC6403A,CC6407E,CC64222,CC6404A,CC6409,CC6407,CC6404,CCH477E,CC6402,CCH477G,CC6403

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型号- CC64XX,CC6521,CC6401,CC6522,CC62XX,CC6520~1,CC6402S,CC690X,CC650X,CC610X,CC6411,CC6530,CC6410,CC69XX系列,CC6925,CC651X,CC6407,CC6404,CC6921,CC6525,CC611X,CC6922,CC6526,CC6523,CC700X,CC6403,CC6920,CC6524,CC6422,CC6423,CC65XX,CC6420,CC6421,CC61XX,CC61XX系列,CC62XX系列,CC692X,CC640X,CC620X,CC652X,CC6930,CC6931,CC703X,CC6511,CC65XX系列,CC64XX系列,CC6403S,CC653X,CC6902,CC6426,CC6503,CC69XX,CC6900,CC621X,CC6501,CC613X,CC6425,CC6502

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型号- CC64XX,CC6422,ICC8334,CCH890,CC6401,CC6423,ICC8333,CC6420,CC6421,CCH477,CC6416FG,CCH891,CC690X,CC692X,CC650X,CC6407C,ICC8360,CC6415,CC6930,CC6413,CC6931,CCH284,CC8112,CC8111,CC8110,ICC8332,ICC8331,CC6927,CC6905,CC6925,CC6926,CC6409,CSI8XXX,CC653X,CC6407,CC68XX,CC6921,CC69XX,CC6922,CC6402,CC6920,CC6425

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