拆解一款电动新风口罩，顺藤摸瓜浅析一下电机驱动芯片

飞利浦电动新风口罩ACM055，元器件是如何选型的？经拆解后发现，该产品使用了新唐的8位嵌入式MCU芯片N76E003AQ20作为主控，圣邦微的SGM41562A充电IC和芯源的MP3414A同步升压芯片，内置了曙鹏科技295mAh 3.8V锂电池；虽然风扇电机型号未知，但采用了晶致AM2355N风扇电机驱动芯片。晶致AM2355N是一颗三相无传感器直流风扇电机驱动芯片，通过PWM信号控制转速，支持锁定检测，过热关断，过电流保护和正反转控制，与单片机一起精准控制着电动口罩新风系统的工作。

图1、飞利浦电动新风口罩拆解图（图源：我爱音频网）

马达/电机驱动芯片原理根据各种类型的马达大不相同。马达/电机驱动芯片一般指集成有CMOS控制电路和DMOS功率器件的芯片，利用它可以与主控、马达和增量型编码器构成一个完整的运动控制系统。电机驱动芯片可以用来驱动直流电机、交流电机或继电器等感性负载。电机驱动芯片的应用范围十分广泛，包括驱动直流电机、步机电机、机器人舵机、电脑打印机与绘图仪等。

图2、不同马达及其驱动芯片原理

据了解，电机驱动芯片领域，长期由德州仪器、意法半导体、亚德诺、东芝、英飞凌、赛普拉斯、安森美、罗姆、埃戈罗、松下、恩智浦、微芯、迈来芯等国际原厂主导，国内芯片公司起步较晚，市场占有率尚低，但近年来涌现出晶致、普诚科技、宽诚、峰岹、兰科、矽塔科技、禹创半导体、禾润、中微爱芯、瑞盟、矽源特、数明、艾为、天德钰、菉华、圣邦微、灵动微、澎湃微、中科微、华之美半导体、智浦欣、芯朋微、思泰迪、必易微、巴丁微、富满、拓尔微、率能半导体、信路达、航林、瑞纳捷、灿瑞、芯进、国民技术等国产芯片原厂，这里面有卖单颗电机驱动芯片的，也有集成在MCU里的Turnkey方案。

马达/电机在生活中随处可见，玩具、风扇、电吹风、榨汁机、咖啡机、吸尘器、筋膜枪、电动牙刷、电动工具、智能锁、智能手机、无人机、伺服器、风机、新能源汽车等，这些产品需要选择合适的马达/电机及其驱动芯片，这里给出一些到电机驱动芯片的选型参考。

1、晶致(Amtek)

 

型号	驱动类型	封装	电压	电流
AM7228S	单相	eTSSOP14	2.5-16	1.2A
AM7229S	单相	eTSSOP14	2.5-16	1.2A
AM3933	单相	DFN10 3x3	1.8-8	1.0A
AM3929	单相	DFN8 2.5x2.5	1.8-8	0.8A
AM1961	单相	HTSSOP14	3.5-16	1.0A
AM2355N	三相无感	DFN10 3x3	1.8-6	1.0A
AM2825N	三相无感	QFN16 4x4	1.8-6	2.0A
AM8931	三相无感	DFN14 5x4	3.3-15	1.0A
AM8935	三相无感	DFN14 5x4	3.0-16	1.2A

 

2、矽塔科技(SYTATEK)

3、普诚(PTC)

 

型号	输入逻辑电压（V）	电源电压范围 （V）	最大电流 （mA）	引脚数量	封装
PT2432	0~5	6~15	1500	16	HTSSOP
PT2502	0~5	6~24	-	28	SSOP
PT2505	0~5	6~24	-	24	SSOP
PT2511	0~5	7~28	1500	28,48	HTSSOP, QFN
PT2522	0~5	5~28	-	32	LQFP
PT2581	0~3.3	3.3	-	48	LQFP
PT2513	0~3.3	5~16	1000	16	HTSSOP

 

4、宽诚(KCS)

5、兰科(LANKE)

6、中微爱芯(I-CORE)

7、圣邦微(SGMICRO)

8、安趋(I-DRIVER)

9、巴丁微(BD MICRO)

10、峰岹(FORTIOR)

以上10家芯片原厂的电机驱动芯片选型表，仅是九牛一毛。各类电机驱动电路的设计中，工程师还得做以下关键考虑：

1. 电机类型、转速和转向。对于单向的电机驱动，只要用一个大功率三极管或MOS直接带动电机即可，当电机需要双向转动时，可以使用由4个功率元件组成的H桥电路，通过改变流入电机的电流方向从而改变电机转向。如果需要调速，可以使用三极管，MOS等开关元件实现PWM(脉冲宽度调制)调速。（PWM控制通常配合桥式驱动电路实现直流电机调速，电机的转速与电机两端的电压成比例，而电机两端的电压与控制波形的占空比成正比，因此电机的速度与占空比成比例，占空比越大，电机转得越快，当占空比α＝1 时，电机转速最大）

2. 设计适合的PWM调速的电机驱动电路，驱动芯片选型得注意以下性能指标：

1) 输出电流和耐压，它决定着电路能驱动多大功率的电机。

2) 效率，节省电源同时减少驱动电路的发热。可以从保证功率器件的开关工作状态和防止共态导通(在需要设计为H桥时)入手。

3) 对控制输入端的影响，是否使用隔离式驱动IC。

4) 对电源的影响。

5) 可靠性。在系统应用中，由于门极驱动连接着逻辑控制单元与功率变换单元，门极驱动芯片的稳定性对整个系统的可靠性起着至关重要的作用。

因此，不同的应用场合，采用不同的驱动方案是必要的。