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从硬盘驱动器走出来的TI电机驱动技能

德州仪器公司(TI)的电机驱动器已有超过15年的历史,产品销售累计超过10亿颗。可是,TI的电机驱动技术进军大众市场仅有几年的光景。2010年,

德州仪器公司(TI)的电机驱动器已有超越15年的前史,产品销售累计超越10亿颗。但是,TI的电机驱动技能进军群众商场仅有几年的光景。2010年,TI成立了电机驱动事业部,正式为公开商场服务。

故事还要从硬盘的式微说起。关于硬盘制作商来说,硬盘驱动器的式微是件坏事;但关于更多选用电机的设备厂商来说,这却是件功德:由于具有雄厚电机驱动技能的TI公司再也不能靠硬盘驱动器吃得饱饱的了。曩昔,TI只为硬盘驱动器、光盘驱动器、喷墨打印机、数码相机等大型厂商定制出产电机驱动器。现在,为“旧日王谢”们特供的技能开端走进“寻常百姓”的小厂家了。

近来,TI公司马达驱动产品线使用工程师左巍博士向媒体介绍了TI的电机驱动技能。左博士介绍说,TI的电机驱动器系列包含步进电机驱动、有刷直流电机驱动、无刷直流电机驱动、螺线管驱动和霍尔效应传感器IC,其使用规模包含从低端的玩具到高端的工业设备等各种设备。左博士说,TI的电机驱动技能优势显着,整体可归纳为:更安全、更环保、更智能。

安全可靠

左博士说,高集成度和全面的维护功用使得TI的电机驱动器十分安全可靠。

高集成度

TI电机驱动器的高集成度提升了器材的可靠性,一起减小了PCB尺度并缩减了BOM。为完成平等功用,离散计划需求超越100个器材:数字门电路、放大器、LDO、温度传感器和保险丝。TI高度整合的解决计划不只节省了本钱,并且大幅提高了电路的可靠性。

全面维护

TI电机驱动器材的全面维护功用提升了体系的安全性,包含过流/短路维护、过热维护、欠压闭锁和击穿维护。

过电流维护:驱动器%&&&&&%与地、电源或线圈之间的短路等状况都需求过流维护。不同于电流调理电路,TI的产品一般都包含别的一个维护电路“ILIMIT”。经过减小功率管的门级电压,其电源漏极电阻会添加,然后约束经过的电流。每个功率管都需求独自的维护机制,同時需求能敏捷对过流状况进行反映,又不能有误判。下图所示为DRV88xx彻底短路时的维护状况。

欠压闭锁:芯片自行继续监测供电电压值,当电压过低时输出端被设置成高阻抗状况,保证H桥接正常运作状况。

击穿维护:同一个半桥的上低侧绝不允许一起翻开,为了防止此现象的发生,高侧关断和低侧导通之间人为的添加一段延时(阻滞时刻)。阻滞时刻越长H桥接的运作越安全,但一起线性度和功率也越差。

热关断:过度发热、散热缺乏、环境温度过高级都可能对芯片形成危害。芯片内部放置了多个热感应器来继续监控温度。当芯片温度上升到过热的阀值时,H桥接将被设置成高阻,微步进细分也被重置-热关断。有些产品在热关断之前可以先进行预判,预判温度一般比热关断阀值低20~30 C°。

节能环保

TI选用先进的制作工艺,完成超低的导通电阻(RDSON),最低到达至1毫欧。此外,休眠形式和超高效的PWM及死区时刻协助TI的电机驱动芯片完成了高功率、低功耗

除了节能,低功耗还减轻了芯片的散热压力。在此之上,TI独有的PowerPAD散热封装使得芯片可以经过裸焊盘散热,热量可以经过多层PCB板散出,这样就无需散热片,因此器材尺度更小、可靠性更高。据称,DRV8818是温度最低的细分步进电机驱动器。比较其他互相接脚兼容的产品,DRV8818的温度要低过30%。

算法智能

无刷直流电机因其运行时不发生火花和寿命长的长处得到越来越广泛的使用。一般的直流无刷电机需求霍尔传感器来判别转子的方位以完成换向。但方位传感器添加了电机的本钱和体积。TI公司开发的无传感器无刷直流电机驱动器使用反向电动势来判别转子的方位,在许多使用场合下可以代替有传感器的电机。

无传感器的无刷直流电机驱动技能需求先进的算法来完成。TI公司多年以来投入很多资源来进行电机驱动算法的开发。2009年,TI公司成立了Kilby电机实验室,与大学、客户合作开发新的电机驱动算法在工业界的实际使用。

左博士特别向咱们展现了TI的三相无刷直流电机180°驱动技能。如下图所示,该技能使得电机可以完成平稳的扭矩输出。

TI的智能算法别的体现在对步进电机的驱动上。以2.2A低电压内建整合1/32细分索引步进电机驱动器DRV8834为例,其动态消隐时刻最优化过零失真,可变混合电流衰减份额最优化放电失真。其更小的失真意味着更小的转矩涟波,然后完成更滑润的电机工作。

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