MCP8063 12V 3-Phase BLDC Sensorless Fan Controller 演示板套件使用指南

一、前言

在电子设备散热需求日益增长的今天，无传感器三相 BLDC 风扇控制器的应用愈发广泛。Microchip 的 MCP8063 12V 3-Phase BLDC Sensorless Fan Controller 演示板套件为工程师们提供了一个便捷的测试和开发平台。本文将详细介绍该套件的相关信息，帮助大家更好地使用它。

文件下载：ADM00575.pdf

二、文档说明

2.1 文档布局

此文档主要分为四个部分：

1. 产品概述：介绍 MCP8063 演示板套件的基本信息和组成。
2. 安装与操作：指导用户如何安装软件和硬件，以及如何操作演示板。
3. 原理图和布局：展示演示板和子板的原理图和布局图。
4. 物料清单：列出构建演示板所需的所有部件。

2.2 文档约定

文档中使用了一些特定的字体和符号来表示不同的内容，例如：

• 斜体 Arial 字体表示参考书籍，如 MPLAB® IDE User’s Guide。
• 加粗字符表示对话框按钮，如“Click OK”。
• 尖括号内的文本表示键盘按键，如 。

2.3 推荐阅读

除了本用户指南，还推荐阅读 MCP8063 数据手册“3-Phase Brushless Sinusoidal Sensorless Motor Driver”（DS20005257），以获取更多详细信息。

2.4 Microchip 网站

Microchip 通过其官方网站（www.microchip.com）提供在线支持，包括产品支持、技术支持和业务信息等。

2.5 客户支持

用户可以通过分销商、当地销售办公室、现场应用工程师（FAE）或技术支持渠道获取帮助。技术支持可通过网站（http://www.microchip.com/support）获得。

2.6 文档修订历史

文档有两个版本，Revision A 于 2014 年 3 月首次发布，Revision B 于 2015 年 6 月更新，增加了 MCP8063 子板的相关内容。

三、产品概述

3.1 简介

MCP8063 12V 3-Phase BLDC Sensorless Fan Controller 演示板可通过 USB 连接由 PC 软件控制，用于控制和监控 Microchip 的 12V 风扇驱动设备，如 MCP8063 或 MTD6501。该软件具有风扇驱动电源控制和监控、PWM 控制以及速度和电流消耗监控等功能，还支持自动应用测试。

3.2 硬件描述

演示板包含以下主要组件：

• PIC24FJ64GB002 微控制器：用于 USB 连接、PWM 生成、FG 频率测量、(V_{DD}) 测量、其他信号激活和组件通信。
• MCP1824 LDO 稳压器：为微控制器提供 3.3V 电源。
• MCP19110 降压稳压器：为风扇驱动器提供电源。
• MCP3421 Delta - Sigma ADC：用于感应风扇驱动器的电流消耗。

3.3 MCP8063 子板

子板（ADM00535）可与主板配合使用，也可独立作为独立板使用。它具有一个三相 BLDC 电机连接器，可用于连接风扇。

3.4 套件内容

MCP8063 12V 3-Phase BLDC Sensorless Fan Controller 演示板套件（ADM00575）包括：

• MCP8063 12V 3-Phase BLDC Sensorless Fan Controller 演示板（ADM00532）
• 3 个 MCP8063 子板（ADM00535）
• 一根迷你 USB 电缆
• 重要信息表

四、安装与操作

4.1 入门

4.1.1 软件安装

从 Microchip 网站（www.microchip.com）下载 MCP8063 演示板软件安装程序和 GUI。安装过程如下：

1. 解压存档文件，点击 .exe 文件，启动安装程序。
2. 阅读许可协议，接受协议后点击“Next”。
3. 选择安装目录，可使用默认目录或自定义目录。
4. 点击“Next”开始安装，安装完成后点击“Finish”退出安装程序。
5. 可通过 Windows 开始菜单或桌面图标启动软件。

4.1.2 硬件安装

使用演示板套件的步骤如下：

1. 将 MCP8063 子板插入其插槽。
2. 使用子板的风扇连接器连接三相 BLDC 无传感器风扇，可选择正常或反向模式。
3. 启动演示板软件。
4. 将迷你 USB 电缆从计算机的 USB 端口连接到演示板的连接器，指示灯亮起表示连接成功。
5. 必要时，让计算机识别演示板，USB 连接就绪后，USB 指示灯将保持亮起。
6. 如有需要，重启计算机。
7. 将电源连接到 (V{IN}) 测试点，(V{IN}) 值为 18V ±10%，电源应能提供高达 1.0A 的电流，GUI 应显示板上的 (V_{IN}) 值。

4.2 软件描述

演示板软件窗口包含三个选项卡：

4.2.1 控制选项卡

提供控制和监控演示板的选项，包括：

• 电源控制：通过“Turn On/Off Power Supply”按钮启用或禁用风扇驱动器的电源。在启用电源前，需确保输入电压在 16V 至 20V 之间，电流超过 2.5A 时，风扇驱动器电源将自动关闭。
• 速度设置：监控风扇驱动器 FG 引脚的频率，并将其转换为机械速度（RPM）。为正确显示 RPM，需连接 4P/6S 风扇，若电机极数不同，可调整相应值。
• 图表：控制图表的启动、停止、清除和自动缩放功能。图表每秒添加 10 个值，可显示速度曲线（RPM）和电流曲线（mA）。
• 电流和速度指示器：显示即时电流消耗和速度。
• PWM 引脚：通过滑动条设置风扇驱动器 PWM 引脚的占空比。
• 风扇驱动器电源供应级别控制：通过滑动条设置风扇驱动器的所需电压值。

4.2.2 测量设置选项卡

用于评估风扇在不同测试、不同条件下的行为，以检查风扇是否适合风扇驱动器。具体设置包括：

• 测量设置：定义测量角落，包括 PWM 角落测量、电源供应级别角落、启动检查持续时间、迭代之间的等待时间和每个角落的迭代次数。
• 启动测试设置：启用或禁用启动测试。
• PWM 更改：从 100% 的 PWM 值开始，根据指定的 PWM 角落更改 PWM 值，并检查风扇是否仍在运行。可选择跳过风扇重启以减少测试时间。
• 速度曲线和稳定性：检查速度稳定性，报告当前平均值、最大和最小测量速度、稳定性百分比和西格玛变化。
• 测量控制：控制测试工作流程，包括停止测量和自动保存测量结果。

4.2.3 测量结果选项卡

显示测试结果，用户可管理结果文件的存储位置。包括：

• 测量结果：通过三个按钮管理测试结果，可选择结果文件的存储位置、保存当前结果和清除所有结果。
• 结果表：显示测试结果。

五、原理图和布局

附录 A 提供了演示板和子板的原理图和布局图，包括电路板的顶层丝印、顶层铜层、底层铜层等信息，有助于工程师进行硬件设计和调试。

六、物料清单

附录 B 列出了构建演示板和子板所需的所有部件，包括电容、电阻、连接器、集成电路等，方便工程师进行采购和组装。

七、总结

MCP8063 12V 3-Phase BLDC Sensorless Fan Controller 演示板套件为工程师提供了一个全面的测试和开发平台，可帮助他们快速验证和优化无传感器三相 BLDC 风扇控制器的性能。通过本文的介绍，相信大家对该套件的使用有了更深入的了解。在实际应用中，大家可以根据具体需求进行进一步的开发和调试。你在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。