单芯片高集成：凌鸥创芯直流无刷手持高速涡轮风扇解决方案
随着消费市场向高风速、轻量化、长续航、多功能方向升级，传统手持风扇风力、续航短板凸显。搭载直流无刷高速电机与高集成控制芯片的新一代手持高速涡轮风扇应运而生，可用于电器除尘、随身吹风降温、宠物毛发快速风干及车身落叶清扫等场景，正成为户外出行与多场景清洁除尘的新选择。
针对这一应用需求，凌鸥创芯推出高集成、高性价比的直流无刷手持高速涡轮风扇整体解决方案。以电机控制MCU LKS32MC034F2LF6Q8C为核心，通过单芯片集成多种控制与驱动功能，配合精简的外围电路，助力高速涡轮风扇高效驱动。
方案架构：单芯片集成驱动控制
LKS32MC034F2LF6Q8C集成主控MCU、5V LDO以及智能6N型三相栅极驱动模块，栅极驱动电流支持软件档位配置；内置12V电荷泵给高侧电路供电，省去传统方案所需的自举电容与自举二极管；同时集成母线电压、反电动势电压采样电路，无需额外搭建外部采样电路。
芯片供电最大电压+40V，高侧浮动电源最高耐压+90V，依托高度集成的硬件能力，该芯片可极大简化整机外围电路，不仅能够满足手持高速涡轮风扇电机驱动轻量化、小型化的设计需求，也同样适配于中压中功率无刷电机驱动方案。
图1 方案系统框图
围绕手持高速涡轮风扇的驱动需求，方案具备以下优势：
· 单芯片高集成：有效降低BOM成本与PCB面积
· 驱动参数软件可调：EMC调试更灵活
· 无感方波控制：启动快速平稳、电机兼容性强，高速运行稳定、噪音小
· 功能保护齐全可靠：提供过压、欠压、过流、堵转、缺相、过温、MOS管短路等多重保护
· 整机待机功耗低：内置低功耗管理电路，待机电流低至微安级，长期放置更省电安全
图2 方案实物图
图3 电机相电流波形
本方案采用高集成电机控制 MCU LKS32MC034F2LF6Q8C，其主要产品特点如下：
算力与存储
搭载Cortex-M0内核，最高48MHz主频，内置硬件除法/开方协处理器；配备32KBFlash、4KB RAM，搭配128位芯片唯一识别码，支持 Flash 数据加密保护。时钟与电源
内置4MHz高精度RC时钟与64kHz低速时钟，PLL 最高输出48MHz时钟；集成5V LDO、电源监测电路，MCU支持2.5V~5.5V 宽电压供电。
模拟模块
集成1路12bit 高速SAR ADC、2路高速差分运放（内置反馈电阻、输入钳位保护，支持MOSFET内阻直接电流采样）、2路比较器、1路8bitDAC、1.2V高精度基准源与内置温度传感器。驱动与可靠性
内置三相全桥自举式栅极驱动模块，支持最高40V电压输入，集成电荷泵、母线电压与三相分压采样；栅极驱动电流档位可调，具备高低侧短路保护、过温保护与欠压保护；MCU接口侧ESD抗干扰能力达±6kV，群脉冲抗扰能力强，适配无感/有感 BLDC、FOC等电机控制应用。
图4 LKS32MC034F2LF6Q8C系统框图
关于凌鸥创芯
南京凌鸥创芯成立于2015年8月，是一家专注于控制及驱动集成电路及总体解决方案设计的国家高新技术企业。公司核心业务为微控制器芯片(MCU)、预驱(Gate Driver)、以及电源模块(IPM) 。
拥有一支经验丰富、多学科、综合能力强的专业技术团队，具备各种电机控制算法、应用方案及特种电机的开发能力。公司通过不断进行技术创新，秉承为天地立芯、为控制塑魂的使命，致力于提供极高性价比的产品、卓越的技术服务，繁荣电控生态、领航电控未来。
*本文提及的测试结果是在实验室条件下真实测试下得出，实际产品视应用环境和批次差异，可能会存在不同，凌鸥创芯保留最终解释权
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