采用完全集成式高功率密度電機驅(qū)動器減小系統(tǒng)尺寸

有刷直流電機控制簡單、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(qū)動器的汽車負載，比如車窗升降器、天窗控制、門鎖、鎖存器和發(fā)動機閥門。 如果您正在設(shè)計汽車系統(tǒng)，可能會同時面臨器件級和系統(tǒng)級挑戰(zhàn)，包括尺寸限制、故障條件，以及滿足可重復(fù)使用以縮短開發(fā)時間的需求。因此，本文將詳細分析這些挑戰(zhàn)并提供相應(yīng)解決方法。采用完全集成式高功率密度電機驅(qū)動器減小系統(tǒng)尺寸設(shè)計成本優(yōu)化型汽車系統(tǒng)時，需著重考慮減小系統(tǒng)尺寸和節(jié)省布板空間。減小封裝尺寸并將功能集成至有刷直流驅(qū)動器，可減少外部元件數(shù)量，從而節(jié)省布板空間并降低成本。 設(shè)計小型系統(tǒng)時，應(yīng)考慮以下改進方法：

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 系列推出了汽車類 HotRod 四方扁平無引線封裝，尺寸下限為 3mm x 4.5mm，是同類產(chǎn)品中用于有刷直流驅(qū)動器的超小封裝之一。

集成電流檢測 — 采用內(nèi)部電流調(diào)節(jié)和電流反饋引腳，無需外部電流檢測電阻器，從而節(jié)省布板空間并降低成本。

集成式場效應(yīng)晶體管 (FET) 解決方案 — DRV8243-Q1 系列可驅(qū)動高達 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，無需使用柵極驅(qū)動器和外部 FET，可節(jié)省布板空間并降低成本。電流能力取決于印刷電路板設(shè)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(tǒng)所能驅(qū)動的電流值。

使用更小的封裝（如圖1所示）并盡量減少外部元件數(shù)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后備箱門到燃氣發(fā)動機閥門的各種應(yīng)用中，電機驅(qū)動器都扮演著重要角色。因此，設(shè)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(qū)動器處于開啟和關(guān)閉狀態(tài)時都能提供開路負載檢測和短路保護的器件。圖2所示為器件離線保護功能如何使用連接到H橋的無源電阻器網(wǎng)絡(luò)在啟用FET之前檢測系統(tǒng)問題。即使H橋處于關(guān)閉狀態(tài)，該功能也有助于避免電機驅(qū)動器發(fā)生損壞或出現(xiàn)異常行為。

圖 2 ：DRV8243-Q1 的關(guān)閉狀態(tài)診斷

離線診斷有利于保護電機驅(qū)動器免受系統(tǒng)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 離線保護功能如何保護汽車系統(tǒng)的信息，請參閱應(yīng)用手冊“電機驅(qū)動器中的開路負載檢測” 串行外設(shè)接口選項提供詳細診斷，旨在確認故障的類型及發(fā)生位置，通過提供電機驅(qū)動器故障的問題根源，可節(jié)省設(shè)計人員解決問題的時間。采用可擴展驅(qū)動器優(yōu)化設(shè)計電機驅(qū)動器驅(qū)動汽車中的各種負載，比如繼電器、電磁閥和電機。有時，這些負載全部匯集于同一應(yīng)用，比如車門模塊或車身控制模塊。 DRV8243-Q1 系列的H橋和半橋驅(qū)動器支持設(shè)計重復(fù)使用，可在汽車系統(tǒng)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(nèi)重復(fù)使用，有助于縮短設(shè)計時間。用于獨立模式時，H 橋驅(qū)動器可驅(qū)動兩個單向有刷直流電機、電磁閥或繼電器，無需兩個獨立半橋驅(qū)動器；如圖3所示。

圖 3 ：采用 DRV8243-Q1 系列型號實現(xiàn)跨多種負載擴展除具有相似固件外，DRV8243-Q1和 DRV8244-Q1引線式封裝還為引腳對引腳兼容，因此，在按比例調(diào)高或調(diào)低功率級別時更容易插入和更換這些器件。 設(shè)計汽車解決方案時，解決方案尺寸、保護性能和設(shè)計重復(fù)使用是需要考慮的關(guān)鍵因素。 審核編輯 ：李倩