有刷直流電機控制簡(jiǎn)單、成本低廉且功能多樣，非常適合需要集成式大功率可靠電機驅動(dòng)器的汽車(chē)負載，比如車(chē)窗升降器、天窗控制、門(mén)鎖、鎖存器和發(fā)動(dòng)機閥門(mén)。
如果您正在設計汽車(chē)系統，可能會(huì )同時(shí)面臨器件級和系統級挑戰，包括尺寸限制、故障條件，以及滿(mǎn)足可重復使用以縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間的需求。因此，本文將詳細分析這些挑戰并提供相應解決方法。
采用完全集成式高功率密度電機驅動(dòng)器減小系統尺寸
設計成本優(yōu)化型汽車(chē)系統時(shí)，需著(zhù)重考慮減小系統尺寸和節省布板空間。減小封裝尺寸并將功能集成至有刷直流驅動(dòng)器，可減少外部元件數量，從而節省布板空間并降低成本。
設計小型系統時(shí)，應考慮以下改進(jìn)方法：
• 小型封裝尺寸 — 對于高功率密度解決方案，請使用具有高電流能力的小型封裝尺寸。DRV8243-Q1 系列推出了汽車(chē)類(lèi) HotRod 四方扁平無(wú)引線(xiàn)封裝，尺寸下限為 3mm x 4.5mm，是同類(lèi)產(chǎn)品中用于有刷直流驅動(dòng)器的超小封裝之一。
• 集成電流檢測 — 采用內部電流調節和電流反饋引腳，無(wú)需外部電流檢測電阻器，從而節省布板空間并降低成本。
• 集成式場(chǎng)效應晶體管 (FET) 解決方案 — DRV8243-Q1 系列可驅動(dòng)高達 32A 的 H 橋峰值電流和 46A 半橋峰值電流。采用支持中高電流的集成式解決方案，無(wú)需使用柵極驅動(dòng)器和外部 FET，可節省布板空間并降低成本。電流能力取決于印刷電路板設計和環(huán)境熱條件，因此，請務(wù)必查看我們的瞬態(tài)熱計算器，了解您的系統所能驅動(dòng)的電流值。
使用更小的封裝（如圖1所示）并盡量減少外部元件數量，可減小電路板尺寸并降低物料清單成本。
圖 1 ：DRV8245-Q1 器件系列尺寸比較
可靠解決方案的保護和診斷功能
從電動(dòng)后備箱門(mén)到燃氣發(fā)動(dòng)機閥門(mén)的各種應用中，電機驅動(dòng)器都扮演著(zhù)重要角色。因此，設計出能夠檢測并防止各種故障情況的可靠解決方案十分必要。
DRV8243-Q1 器件系列是首批在電機驅動(dòng)器處于開(kāi)啟和關(guān)閉狀態(tài)時(shí)都能提供開(kāi)路負載檢測和短路保護的器件。圖2所示為器件離線(xiàn)保護功能如何使用連接到H橋的無(wú)源電阻器網(wǎng)絡(luò )在啟用FET之前檢測系統問(wèn)題。即使H橋處于關(guān)閉狀態(tài)，該功能也有助于避免電機驅動(dòng)器發(fā)生損壞或出現異常行為。
圖 2 ：DRV8243-Q1 的關(guān)閉狀態(tài)診斷
離線(xiàn)診斷有利于保護電機驅動(dòng)器免受系統其他部位所發(fā)生故障的影響，避免整體磨損。如需了解更多關(guān)于 TI 離線(xiàn)保護功能如何保護汽車(chē)系統的信息，請參閱應用手冊“電機驅動(dòng)器中的開(kāi)路負載檢測”
串行外設接口選項提供詳細診斷，旨在確認故障的類(lèi)型及發(fā)生位置，通過(guò)提供電機驅動(dòng)器故障的問(wèn)題根源，可節省設計人員解決問(wèn)題的時(shí)間。
采用可擴展驅動(dòng)器優(yōu)化設計
電機驅動(dòng)器驅動(dòng)汽車(chē)中的各種負載，比如繼電器、電磁閥和電機。有時(shí)，這些負載全部匯集于同一應用，比如車(chē)門(mén)模塊或車(chē)身控制模塊。
DRV8243-Q1 系列的H橋和半橋驅動(dòng)器支持設計重復使用，可在汽車(chē)系統中擴展不同負載。該器件系列具有相似的固件、功能和封裝引腳排列，支持在各種負載和電流范圍內重復使用，有助于縮短設計時(shí)間。用于獨立模式時(shí)，H 橋驅動(dòng)器可驅動(dòng)兩個(gè)單向有刷直流電機、電磁閥或繼電器，無(wú)需兩個(gè)獨立半橋驅動(dòng)器；如圖3所示。
圖 3 ：采用 DRV8243-Q1 系列型號實(shí)現跨多種負載擴展
除具有相似固件外，DRV8243-Q1和 DRV8244-Q1引線(xiàn)式封裝還為引腳對引腳兼容，因此，在按比例調高或調低功率級別時(shí)更容易插入和更換這些器件。
設計汽車(chē)解決方案時(shí)，解決方案尺寸、保護性能和設計重復使用是需要考慮的關(guān)鍵因素。如果對本文中的相關(guān)內容有任何疑問(wèn)，歡迎您在TI E2E電機驅動(dòng)器論壇中提出。 |
