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維修技術(shù)
TI電機驅動(dòng)技術(shù)改善人們的生活
內容簡(jiǎn)介:大多數步進(jìn)電機存在過(guò)零失真及電感放電失真等問(wèn)題,而TI集成的電機驅動(dòng),將MCU集成到電機內部,所有的運動(dòng)性能皆受控制,因此會(huì )非常平滑均勻,且整個(gè)控制接口會(huì )非常簡(jiǎn)單。
  舞臺上的炫彩燈光,旋轉攝像頭,取款后自動(dòng)打印憑條的ATM機。..抽絲剝繭般看去,眾多形形色色隨手可觸的機器背后,電機驅動(dòng)器正扮演著(zhù)重要的角色。
  龐大的應用市場(chǎng)吸引廠(chǎng)商駐足流連。日前,TI中國區市場(chǎng)開(kāi)發(fā)高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理信本偉在活動(dòng)上談到,“TI的大多數產(chǎn)品廣泛應用于硬盤(pán)、光驅、噴墨打印機、汽車(chē)、工業(yè)等方面,2010年我們將所有做馬達的部分全部放在一起,成立了電機驅動(dòng)事業(yè)部,全力進(jìn)軍大眾市場(chǎng)。”

  信本偉表示,隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展,市場(chǎng)對電機驅動(dòng)亦提出了新的要求——安全性、能效、智能算法,而TI憑借豐富的產(chǎn)品線(xiàn)及近20年成功經(jīng)驗,積極應對挑戰,滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。

TI電機驅動(dòng)器系列
  集成之路有藍海 TI打造高安全性解決方案
  信本偉表示,“在做馬達驅動(dòng)的時(shí)候TI也有諸多考量,究竟是做市場(chǎng)上這種分開(kāi)的還是做集成的,最后大家統一了一個(gè)思想,就是我們要做高度整合的解決方案,將驅動(dòng)器、MOS管、保護電路、控制開(kāi)關(guān)、算法全部集中在一起。”
  而這樣做的好處也是顯而易見(jiàn)的:1、有效減小PCB尺寸,縮減BOM;2、高集成度能有效提升可靠性、安全性;3、無(wú)需分立方案設計。

  TI集成電機產(chǎn)品具備明顯體積優(yōu)勢。
  “對于電機而言,尤其是用于工業(yè)或汽車(chē)領(lǐng)域的電機產(chǎn)品,對可靠性要求非常高,因此我們在整個(gè)設計里,基本上能在市面上看到的保護電路我們全部都集成了。盡管增加了部分成本,但產(chǎn)品安全性也會(huì )非常高。拿日常生活中較為常見(jiàn)的卷發(fā)棒來(lái)說(shuō),曾經(jīng)有客戶(hù)不做擊穿保護,結果擊穿后馬達死鎖,盡管電流不會(huì )傳到手上,但頭發(fā)卻卷在上面拿不下了。”信本偉如是說(shuō)。
  TI的電路保護包括過(guò)流/短路保護、過(guò)熱保護、欠壓閉鎖以及擊穿保護。
  過(guò)電流保護:信本偉指出,很多人認為做一個(gè)線(xiàn)圈之間的保護,電源便短路了,但實(shí)際上仍有電流,而TI對地、電源及線(xiàn)圈之間的短路等情況都設有過(guò)流保護。此外,TI還設有單管保護。“每個(gè)功率管實(shí)際都需要單獨保護。大多數離散器件的整個(gè)保護電路就只管總的一級,當你一個(gè)MOSFET燒掉以后再連著(zhù)燒第二個(gè)MOSFET之后,發(fā)現電流有變化才會(huì )去做保護,但那時(shí)已經(jīng)晚了。我們在每一個(gè)門(mén)級電路上,每一個(gè)功率管上都會(huì )加所謂限流限壓的保護,這是很重要的。”

  短路保護:以TI DRV88xx而言,當正常電流發(fā)生短路時(shí),在400納秒會(huì )恢復到9A的回路電流,隨后在3微秒左右做出實(shí)時(shí)反應,避免器件燒毀。“如果超過(guò)了50微秒,保護便失去了意義,因此關(guān)斷必須在10-15微秒之內。”

  過(guò)熱保護(熱關(guān)斷):熱關(guān)斷設計板子的溫度、馬達溫度、IC溫度等,因此會(huì )有很多熱敏電阻進(jìn)行監控,以確保正常工作。“TI在部分產(chǎn)品會(huì )增加預判,一般預判溫度會(huì )比熱關(guān)斷閥值低大概20—30度左右的保險溫度。”

  欠壓閉鎖:晶片會(huì )自行持續監測供電電壓值,當電壓過(guò)低時(shí)輸出端被設置成高阻抗狀態(tài),確保H橋接正常運作狀態(tài),否則會(huì )導致短路燒毀。
  擊穿保護:同一個(gè)半橋的上低側絕不允許同時(shí)打開(kāi),為了避免此現象的發(fā)生,高側關(guān)斷和低側導通之間人為的增加一段延時(shí)(停滯時(shí)間)。停滯時(shí)間越長(cháng)H橋接的運作越安全,但同時(shí)線(xiàn)性度和效率也越差。“現在國家非常關(guān)注能效比,而交流電機的線(xiàn)性度非常差,且效率低于10%,未來(lái)直流電機將成趨勢。”
  信本偉強調,與離散元器件相比,集成IC的另一大優(yōu)勢是抗干擾能力強。眾所周知,每個(gè)離散元器件的精度不一樣,在大規模生產(chǎn)、元器件采購的時(shí)候誤差率會(huì )導致較高的漂移率,而集成IC的一致性會(huì )更好。
  先進(jìn)工藝兼算法,TI造就差異化優(yōu)勢
  信本偉指出,TI有兩個(gè)較牛的先進(jìn)工藝,一是更低的RDSON,TI可以將IC內阻做到100毫歐以下,另一個(gè)則是PowerPad。“它的底部有個(gè)散熱片,直接貼在PCB上面,靠背面的地,就是背面的銅箔做散熱,這樣可以節省客戶(hù)散熱片的功能。”

  而談及算法,信本偉表示,大多數步進(jìn)電機存在過(guò)零失真及電感放電失真等問(wèn)題,而TI集成的電機驅動(dòng),將MCU集成到電機內部,所有的運動(dòng)性能皆受控制,因此會(huì )非常平滑均勻,且整個(gè)控制接口會(huì )非常簡(jiǎn)單。目前TI的DRV10系列在市場(chǎng)上應用非常廣泛。“最新一代的24V三相位無(wú)傳感器BLDC電機驅動(dòng)器DRV10983已經(jīng)投入量產(chǎn)。”
  信本偉進(jìn)一步強調,選擇三相的其中一個(gè)原因是源于TI的三相直流電機180°驅動(dòng)技術(shù)。眾所周知,三相最基本的是一相120度,存在穩定性差、噪聲較大等問(wèn)題,而180°驅動(dòng)技術(shù)會(huì )有重疊區,轉起來(lái)十分平穩,協(xié)調起來(lái)十分簡(jiǎn)單。

  多年來(lái),TI憑借豐富的電機產(chǎn)品及先進(jìn)工藝力拓各大應用領(lǐng)域,無(wú)所不在的TI電機驅動(dòng)器正在不斷改善人們的生活。

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