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无刷电机的驱动MOSFET

当无叶风扇送出柔风时,内部13万转无刷电机正被MOSFET精准驱动;扫地机钻进7cm缝隙,7组电机协同完成毫米级贴边清扫;电动牙刷以31,000次/分钟振动清洁齿缝,筋膜枪在50μs内响应力度调节,而高空作业无人机正用高压水刷洗摩天幕墙——这些看似平常的设备,背后都藏着无刷电机+电子驱动的精密控制系统。

一、电机驱动的技术内核:从机械换向到电子革命

机械换向时代—有刷电机

传统有刷电机依赖碳刷与换向器的物理接触传导电流。当电流通过碳刷滑入旋转的换向片,线圈磁场与永磁体相互作用产生转矩。但电火花带来电磁干扰,机械磨损更需定期更换碳刷。优势在于结构简单、启动转矩大,至今仍用于车窗升降、儿童玩具车等场景。

电子换向时代—无刷电机

现代无刷电机颠覆了能量转换逻辑——永磁体变转子,线圈成定子。通过霍尔传感器感知转子位置,驱动电路精准切换三相电流方向。

电机应用场景

常用场景电机类型选择

场景需求

推荐类型

典型案例

低成本/简单控制

有刷电机

玩具车、电动窗帘、廉价电钻

高精度/长寿命

无刷电机

无人机、机器人关节、硬盘主轴

瞬时大扭矩启动

有刷电机

汽车启动电机(500A峰值电流)

高速持续运行

无刷电机

吸尘器(10万转/分)、牙科手机

强电磁干扰敏感环境

无刷电机

核磁共振仪、航天设备

二、无刷电机驱动 N+P型合封MOS应用原理框图

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上海雷卯EMC小哥列出无刷电机框图如上。无刷电机系统主要由MCU, DRIVER和功率开关管(MOS)组成,其中功率开关管是三颗N+P型合封MOS管(Q1,Q2和Q3),控制直流电机的方向和转速。采用N+P型合封MOS管相比于适用六颗NMOS管的系统,驱动简单,电路尺寸更小,性能稳定,成本低。

N+P型MOS应用- PCBA

合封N+P型MOS 极大节省了板面空间。

三、N+P型MOS介绍

N+P型(Complementary)MOSFET产品,是以高、低边配置将N沟道与P沟道 MOSFET集成至单个封装中,极大程度上优化了产品封装结构。该类Complementary MOSFET产品不仅能够提高设计人员的设计效率,同时也能优化系统结构,提供成本更低且更加可靠的解决方案。

该类产品广泛应用于DC-DC转换、电机控制以及电池管理系统等

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上海雷卯N+P型合封MOS主要封装有以下几种:

N+P型MOSFET产品封装外形主要有:SOT23-6L、PDFN3.3*3.3、PDFN5*6、SOP-8、TO-252-4L等紧凑型封装形式。

列出部分上海雷卯N+P合封MOS 型号用于无刷电机

Leiditech PartNumber

Package

N/P

Vdss

Max(V)

ID(A) 25℃

VGS(V)

Pd(W)

VGS(th)

Typ

Ron(10V)

(mΩ)Typ

Ron(10V)

(mΩ)Max

Ron(4.5V)

(mΩ)Typ

Ron(4.5V)

(mΩ)Max

LM3D40NP02

PDFN3X3

N+P

20/-20

40/-30

10

20/20

0.68/-0.6

5.3/10.5

6.5/13

7.0/13.5

8.5/17

LM5D70NP02

PDFN5X6

N+P

20/-20

70/-65

10

46/46

0.68/-0.6

3.7/5.5

4.5/6.5

4.5/6.7

6.0/7.5

LM5D40NP06

PDFN5X6

N+P

60/-60

40/-40

20

80/85

1.55/-1.8

17/19

21/24

19/25

26/32

LM4606

SOP-8

N+P

30/-30

7/-6

20

2.0/2.0

1.6/-1.5

13/30

21/40

21/42

33/60

LM8S10NP04

SOP-8

N+P

40/-40

10/-8.0

20

2.0/2.0

1.6/-1.6

11/22

13/26

13/28

18/35

LMAK68NP04

TO-252-4

N+P

40/-40

68/-47

20

54/54

1.5/-1.6

4.5/12

5.5/17

6.5/18

8/26

LMAK16NP06

TO-252-4

N+P

60/-60

16/-16

20

30/32

1.6/-1.65

33/60

45/75

38/75

55/100

若您在无刷电机设计中需要MOS管选型支持,欢迎联系上海雷卯技术团队或销售人员,我们将为您提供专业选型建议。

Leiditech雷卯电子致力于成为电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌,供应ESDTVSTSSGDT,MOV,MOSFET,Zener,电感等产品。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队,能够根据客户需求提供个性化定制服务,为客户提供最优质的解决方案。

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