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集成電流感應的優點

作者:Ryan Kehr 德州儀器時間:2019-09-24來源:電子產品世界收藏

許多刷式和步進應用必須對電流進行監控和調節。對于刷式,電流信息可用來確定負載條件的變化或用來限制啟動和失速電流。對于歩進,高級別的微歩進需要調節每一步的電流。

本文引用地址:http://www.sncsn.tw/article/201909/405150.htm

圖1是電流與時間的關系圖,顯示了刷式直流電機的啟動曲線。在此例中,在電機達到小于1安培的穩態條件前,電流被限定為約2安培。如果沒有電流調節,同樣的電機峰值可以達到14安培以上。因此不僅需要過度設計的電源來支持這一瞬態,還需要對電機驅動器進行額定以可靠地處理峰值電流。

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傳統上講,可以在接地路徑中使用外接分流電阻器來實現這種電流限制。監控這些分流器上的電壓降,并將其與內部或外部(具體取決于器件)提供的參考電壓進行比較。由于滿載電流通過這些分流器,所以電阻器必須是功率電阻器,且在尺寸幾乎與集成電路本身一樣大(尺寸為3.2 mm x1.6 mm)的情況下達到1206,。圖2比較了分流器和DRV8870 DC電機驅動器的大小。圖3顯示了帶集成的DRV8871。在DRV8871中,單個0402電阻器用于設置限流閾值。如圖3所示,集成可以節省電路板和組件。

與功率電阻器相比,低功率信號路徑電阻器需要的電路板空間更小,且降低了物料成本(BOM)。此外,電阻器上無功率損耗,并且在一個很可能已經處于熱預算壓力的設計中又消除一個熱源。

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圖2.帶外接分流器的DRV8870

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圖3.帶集成的DRV8871

既然已經清晰了解了限流和集成電流感應的優點,我們還可以通過IPROPI引腳在最新的刷式直流電機驅動器系列中添加監控功能。DRV8873是刷式電機驅動器系列的最新產品,可提供與流過電橋的電流成比例如的模擬電流輸出。該比例電流通過一個小型電阻器,可以使用外部微控制器監測與電流成比例的電壓,以確定負載條件的變化并相應地采取措施。有了這種內部電流監控功能,便無需使用外部功率電阻器和如運算放大器一樣的調節電路。

最后,由于步進電機傳統上需要兩個外部感應電阻器才能將電流返饋給驅動器,因此我們可以改進步進電機,使之更好地受益集成電流感應的PCB尺寸和BOM優勢。圖4對傳統驅動器PCB占用空間和從內部電流感應中受益的DRV8886AT進行了比較。

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圖4.電路板布局減小

只有在PCB布局過程中才能實現的一個不太明顯的好處,即選擇具有集成感應功能的器件時,可以簡化布局。因此,不再需要繞過大型外部分流組件進行布線,也不需要斷開需要更大的軌跡來承載器件電流的功率、輸出和GND布線。

總之,TI最新系列電機驅動器中的集成電流感應可移除BOM中價格昂貴的功率電阻器,減少電路板尺寸、組件數量,并簡化PCB布線。

表1.備選器件表

器件名稱

器件描述

DRV8871

帶集成電流感應的3.6A刷式直流電機驅動器(PWM   控制)

DRV8871-Q1

帶集成電流感應的3.6A汽車刷式直流電機驅動器(PWM   控制)

DRV8873

1帶集成電流感應和電流感應輸出的10A H橋電機驅動器

DRV8873-Q1

汽車H橋電機驅動器

DRV8876

帶集成電流感應和電流感應輸出的37V3.5A刷式直流電機驅動器

DRV8876-Q1

帶集成電流感應和調節的汽車H半橋電機驅動器

DRV8884

1/16微步進和集成電流感應的1.0A步進電機驅動器(STEP/DIR   控制)

DRV8885

1/16微步進和集成電流感應的1.5A步進電機驅動器(STEP/DIR   控制)

DRV888AT

帶集成電流感應和自適應衰減模式的2A步進電機驅動器

參考文獻

·    如何在刷式直流電機中使用集成電流感應

·    如何在步進電機中使用集成電流感應




關鍵詞: 電機 電流感應

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