筋膜槍電機解決方案一二
如今喜歡健身的人越來越多了，筋膜槍也成為了當今流行的健身器材。
現今的可調速驅動電路都采用變頻器來調整輸出電流，以滿足三相馬達的要求。變頻器的形狀大小通常會受到應用的限制。在許多情況下，電路板與馬達靠得很近，而馬達構造的高度也會受限。另外，所用高功率半導體器件的物理性質和所選封裝的形狀，也要求電路板上有足夠的位置空間。功率半導體開關工作期間產生的電壓、電流交疊會造成損耗，必須將其消除。雖然功率耗散問題可以通過加設散熱片而得到改善，但這也會限制半導體器件在電路板上的布局安排。
設計考慮因素
目前，大功率半導體器件(如IGBT和MOSFET)的發展趨勢是在提升性能的前提下不斷縮小芯片尺寸。減小芯片尺寸能減少器件的寄生電容，從而提高開關速率。因此，深入研究電路板上的關鍵回路越來越重要。圖1為電壓源變頻器(voltage source inverter，VSI)的兩種典型開關工作方式的簡化示意電路。在開關頻率受限的大電流應用中，IGBT是最受歡迎的器件。上圖所示為從高壓側(HS)續流二極管到低壓側IGBT的換流。電流最初是在高壓側二極管和相應反相半橋的IGBT形成的續流通道中。
在圖1中，電壓源變頻器的臨界電流路徑被標為紅色陰影，其特征是di/dt變化率高，這個特征也表現在對應的柵極驅動電路上。要保證柵極驅動電路安全的工作，就要最大限度地減小雜散電感。尤其是高壓側柵極驅動電路，存在一個由低壓側二極管和電流通道上的阻性和感性壓降所引起的，且幅度超過VS最小允許電壓的負壓，會導致電路工作異常。
圖2 智能功率模塊
與電壓源變頻器的分立元件方案類似，采用智能功率模塊時也要注意外部元件的布局安排。圖3所示為針對Motion-SPMTM應用的一些建議。由于電壓源變頻器的開關速率很快，信號接地和功率接地必須分開。兩種接地在15V Vcc電容處互接。Vcc電容和功率接地之間的通道要狹窄，以去除耦合。為防止電涌造成破壞，引腳P與功率接地之間應當有一個低電感電容。另外，由于電壓源變頻器和馬達之間的長引線會造成高壓反射，因此一些SPM產品配備了外接柵極電阻來調節開關速率和最大限度地減少反射。
圖3 布局建議
圖4 模塊安裝翹曲的夸大示意圖
元件安裝考慮因素
除TinyDIP/SMD外，SPM的表面都會有一定的翹曲。圖4為這種翹曲的一個夸張示意。模塊是用一些從表面中間穿出的螺絲緊固在散熱片上。如果安裝恰當，這種凸狀表面能保證有足夠的熱量從模塊傳遞到散熱片。如果緊固螺絲用力不均，就可能在模塊內產生應力，導致模塊破損或性能下降。建議采用圖4所示的螺絲緊固順序(先按1?2的順序預緊固，再按2?1的順序最終緊固)。通常，預緊固扭矩為最大額定緊固扭矩的25%。只要散熱片與器件緊貼好了，就可通過SPM的內置熱敏電阻獲取散熱片的溫度，從而簡化電路板的設計。
A4931完美替代 無需更改外圍---BLDC三相無刷預驅動--GC4931，我司是GC4931代理商，可以提供技術支持。
GC4931F/S 是一款三相無刷直流電機預驅動芯片。 芯片可以驅動N型功率MOSFET，最高電源到 36V。芯片狀態切換邏輯受三個相位差為 120°的霍爾輸入確定。兼容替代A4931,MS4931芯片集成固定衰減時間的脈沖調制來控制電流并且抑制勵磁涌流；堵轉保護時間可調；過溫保護，過壓監測，同步整流等等。其中內置的同步整流器通過在衰減周期內，打開合適的低內阻的開關管以取代反向續流二極管來降低功耗。當芯片監測到過壓時芯片會關斷同步整流以減小變化電流引起的電源電壓波動。
GC4931F/S 的邏輯輸入腳有使能控制（ENABLE），方向控制（DIR），剎車控制（BRAKE）；邏輯輸出腳有 FG1，FG2 與霍爾信號對應，可以用來監測轉動速度。
芯片工作溫度從-20~105℃。
封裝形式采用 5mmx5mm 的 QFN 28 腳，底部有散熱片。
GC4931F 工作電壓低至 4.7V，GC4931S
最低工作電壓在 7V.
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