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电机驱动集成的故事

2017年04月12日 10:58 次阅读

就像每个MOSFET需要一个栅极驱动器来切换它,每个电机后面总是有一个驱动力。根据复杂程度和系统成本、尺寸和性能要求,驱动电机的方式多样。

最简单和离散的解决方案是由两个晶体管组成的图腾柱/推挽电路。这些晶体管可以是NPN和PNP晶体管的不同组合,产生将输入逻辑信号转换为高电流信号的放大器,其反之又导通和关断MOSFET和IGBT。在图1中,连接了发射器,提供放大输出以驱动FET。这种解决方案已广泛用于许多不同的应用,包括电动机驱动,主要因为其成本低并易于使用,但仍然存在一些限制和缺点。

图1:典型的推挽/图腾柱栅极驱动电路

例如,晶体管会发热,在一些系统中引起散热问题。或者两个晶体管都短暂接通,导致电路直通。对于PCB空间有限的应用,图腾柱电路不是理想的选择,因为它需要多个组件来实现栅极驱动功能。对于更高的输出电压,图1所示的解决方案需要额外的电平移位电路,以便在使用仅提供5V或更低电压的控制器来驱动开关时,实现输出和输入上的电压电平。晶体管和电平移位电路增加了图腾柱电路解决方案的物料清单(BOM)数量和所需的印刷电路板(PCB)空间。

栅极驱动器集成电路(IC)可以解决这些问题。栅极驱动器IC实现与图腾柱电路相同的功能,但有许多额外的好处:

· 栅极驱动器IC节省了空间和资源,因为它将所有组件集成到单个封装中。因此,物理尺寸较小,设计更直接,装配更容易。

· 栅极驱动器IC简化了电路板布局,减少了设计不确定性,因为数据表具有所有规格。

· 驱动电流不限于输入基极电流和增益,因此驱动能力更强,从而减少开关损耗并提高效率。

· 欠电压锁定(UVLO)和“防直通”等保护功能提高了系统的鲁棒性。

虽然图腾柱电路是作为一种成熟解决方案已流行多年,但现代和未来的系统需要更高的集成度和更高的性能。随着半导体技术的进步,栅极驱动器IC的成本已可与分立电路相比,这使得IC解决方案对于大多数应用而言更具吸引力和可行性。

TI提供广泛的栅极驱动器产品组合,适用于几乎所有市场和应用。TI的栅极驱动器支持非隔离解决方案的电压高达620V,隔离解决方案的电压高达5kV。LM5109B是低于100V的电机解决方案的通用解决方案。有关更多详细信息,请参见TI栅极驱动器页。

若您喜欢集成度更高的解决方案,那么系统级解决方案不仅提供栅极驱动能力,而且还具有MOSFET、片上通信以及不同级别的保护和控制,所有这些都集成在一个芯片中。这些解决方案进一步减少物理尺寸和设计不确定性。例如,TI的DRV8xxx系列是用于有刷直流、无刷直流和步进电机的通用解决方案。有关详细信息,请参阅TI电机驱动器页。

所有选项都有其优缺点,需要选择最适合您系统的选项。使用TI提供的各种解决方案开始设计,您会找到正确的解决方案。

其他信息

· 查看这些电机驱动器参考设计:

· 230 V,3.5 kW PFC,效率> 98%,BOM和尺寸优化的参考设计。

· 具有失速电流限制的18 V / 400 W 98%高效紧凑型无刷直流电机驱动器参考设计。

· 24V,100W / 30W双传感器无刷直流电机驱动参考设计。

· 下载白皮书“电机驱动中的电子电气:在何处?”

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向做机器人或小车的朋友推荐一款RS485接口电机驱动模块,会使你的程序开发变简单好多

一个l9110s驱动芯片能驱动两个电机吗?

发表于 2017-09-24 18:34 661次阅读
一个l9110s驱动芯片能驱动两个电机吗?

独特的DC/DC转换器结合真定频、超快速瞬态响应...

2017年9月19日,北京讯 德州仪器(TI)(NASDAQ: TXN)近日推出了业界首款16 V输...

发表于 2017-09-20 14:45 1770次阅读
独特的DC/DC转换器结合真定频、超快速瞬态响应...

单片机最小系统实现控制控制电机的转速

设计中采用了专门的芯片组成了PWM信号的发生系统并且对PWM信号的原理、产生方法以及如何通过软件编程...

发表于 2017-09-18 09:57 4477次阅读
单片机最小系统实现控制控制电机的转速

特斯拉Model 3驱动电机其实没有你想象中那么...

与感应式电机相比,PMAC电机较为复杂,但仍然相当简单且可靠。PMAC电机体积较小、重量较轻,一定程...

发表于 2017-09-16 06:49 6167次阅读
特斯拉Model 3驱动电机其实没有你想象中那么...

利用现有设计专知,强化功率模块在汽车领域应用

整合不仅有助于节省空间,而且还可以帮助降低成本,提高可靠性,加快新产品的上市进程。有利的是,在家电行...

发表于 2017-08-31 11:44 3997次阅读
利用现有设计专知,强化功率模块在汽车领域应用

伺服电机三环控制原理及系统调节影响控制的因素

随着工业自动化程度的不断提高,伺服控制技术、电力电子技术和微电子技术的快速发展,伺服运动与控制技术也...

发表于 2017-08-31 09:54 4095次阅读
伺服电机三环控制原理及系统调节影响控制的因素

氮化镓晶体管在高速电机驱动领域开辟新前沿

发表于 2017-08-21 14:36 833次阅读
氮化镓晶体管在高速电机驱动领域开辟新前沿

德州仪器发布2016年企业公民报告 创造更美好的...

2017年8月17日,北京讯——德州仪器(TI)(NASDAQ: TXN)日前发布了其第十一次年度企...

发表于 2017-08-18 15:04 609次阅读
德州仪器发布2016年企业公民报告 创造更美好的...

德州仪器高清音频系统的设计

为响应客户对顶级音频质量的需求,音频系统设计人员正在研究高分辨率或高清(HD)音频,因为越来越多的中...

发表于 2017-08-15 10:49 916次阅读
德州仪器高清音频系统的设计

基于TB67S109A电机驱动器的步进电机设计(...

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机,是现代数字程序控制系统中的主要执行元件,应...

发表于 2017-08-09 14:08 1613次阅读
基于TB67S109A电机驱动器的步进电机设计(...

美国德州仪器公司发布2017第二季度财务业绩与股...

北京讯(2017年7月28日)- 德州仪器公司(TI)日前公布其第二季度财务报告,营业收入为36.9...

发表于 2017-07-28 16:08 310次阅读
美国德州仪器公司发布2017第二季度财务业绩与股...

随时随地享受移动智能电视带来的大屏体验

在观看喜爱的电视节目、电影和体育节目时,我赞成“屏幕越大越舒适”这一理论。好消息是价格亲民的大屏电视...

发表于 2017-07-25 15:22 222次阅读
随时随地享受移动智能电视带来的大屏体验

TI面试官的三个问题,你能答几道?

大家好,我是来自德州仪器的资深模拟器件技术支持工程师 瞿安锋。我有10年的PC,平板电脑电子设计经验...

发表于 2017-07-20 11:34 3068次阅读
TI面试官的三个问题,你能答几道?

TI工程师是如何进行USB Type-C快充设计...

据巴克莱分析师最新透露,已基本确定苹果公司已和某国际知名大型芯片公司签订USB Type-C芯片采购...

发表于 2017-07-19 15:07 0次阅读
TI工程师是如何进行USB Type-C快充设计...

智能家居,怎能不自带”光环”

2017年最火热的话题是什么? 我相信智能家居设备是当仁不让的当红“炸子鸡”。你身边原本呆萌的电子产...

发表于 2017-06-22 14:55 419次阅读
智能家居,怎能不自带”光环”

德州仪器中国区总裁胡煜华女士荣获福布斯“2017...

2017年6月12日,北京讯——日前,德州仪器 (TI) (NASDAQ: TXN) 中国区总裁胡煜...

发表于 2017-06-12 16:09 635次阅读
德州仪器中国区总裁胡煜华女士荣获福布斯“2017...

AMIC110 SoC让工业通信变得简单

工业以太网协议是工厂自动化的一个重要组成部分。现在出台了许多协议标准,包括EtherCAT、Prof...

发表于 2017-06-07 17:06 368次阅读
AMIC110 SoC让工业通信变得简单

对更高功率密度的需求推动电动工具创新解决方案

电动工具中直流电机的优先配置已从有刷直流大幅转向更可靠、更有效的无刷直流(BLDC)解决方案。典型的...

发表于 2017-06-06 18:51 272次阅读
对更高功率密度的需求推动电动工具创新解决方案

德州仪器全新SoC系列降低多协议工业以太网通信成...

2017年6月6日,北京讯——采用德州仪器(TI)新推出的Sitara™ AMIC SoC系列,可实...

发表于 2017-06-06 16:15 407次阅读
德州仪器全新SoC系列降低多协议工业以太网通信成...

德州仪器CTO:电源和数据的交融与创新

产品的尺寸和外形都在逐步缩小,而其所能实现的功率转换却越来越高。在日常生活中,人们对于功效、智能化和...

发表于 2017-05-22 15:35 466次阅读
德州仪器CTO:电源和数据的交融与创新

TI 旋变为工业驱动和新能源汽车提供集成拓扑

在电机驱动应用中,通常需要位置、转速反馈环,如图1所示。该环节对系统性能的优劣起到关键性作用。现如今...

发表于 2017-05-19 10:47 580次阅读
TI 旋变为工业驱动和新能源汽车提供集成拓扑

使用 DMD 的新兴工业创新

在今年的美西光电展(SPIE Photonics West)上,德州仪器(TI)主持了题为“基于DM...

发表于 2017-05-16 09:51 417次阅读
使用 DMD 的新兴工业创新