
电机的本质与分类
- 电机是一种能量转换设备,利用电磁感应将电能转化为机械动能。主要分为直流有刷电机(BDC)、直流无刷电机(BLDC)和步进电机(Stepper)。除了电机外,继电器与电磁阀等感性负载在驱动原理上与电机有诸多相似之处。
- 常见感性负载的应用包括汽车内的汽车车窗升降、座椅与后视镜调节、尾门控制,以及车门锁闭等功能。
H桥驱动芯片的工作原理要点旋乐吧spin8
- 典型的H桥由四个MOS管构成,输出端连接到电机两端。通过控制四个开关的导通组合,可以实现电流方向与大小的精确控制。
- 常见工作模式包括:
- 正转:电流从输出端的一个方向流向另一端,驱动电机正向转动。
- 反转:电流方向反向,驱动电机反向转动。
- 慢续流:通过同时导通下管实现能量缓慢回流至地,达到缓慢制动或衰减效果。
- 快续流:在两端施加负电压,电机电流快速衰减,实现快速制动。
- 通过调控MOS管的开关状态,可在不同工况下实现对电机的精准控制。
关键参数与选型要点(以 NSD7312 为例)
- 工作电压与耐压:NSD7312 的工作电压覆盖5V~36V,最大耐压40V,适配多种直流系统。
- 输入控制与调制:通过IN1/IN2实现逻辑控制,支持PWM调制以调速,同时内置PWM电流调制功能,能在启动阶段或大容性负载情况下抑制峰值电流,降低冲击。
- 输出电流与热设计:理论峰值约为3.5A,实际应用需综合考虑持续时间、散热、功耗及环境温度等因素。
- 电流调制与采样:内部具备电流调制与采样能力,达到峰值设定后通过PWM斩波限制电流,提供实时电流反馈。
- 保护与反馈:集成欠压保护、过流保护、过热保护等多种保护及故障反馈,提升系统安全性。
直流有刷应用的多通道方案
- NSD8381 多通道半桥驱动,支持多马达并行工作,具备以下模式:
- 独立模式:驱动n/2台直流马达。
- 并联模式:提升驱动电流以应对更大负载。
- 串联与分时复用:桥臂共享输出,能够扩展驱动能力以覆盖更多马达。
- 独立的高低边开关:支持低电流开路检测,便于诊断与保护。
- NSD83xx 系列半桥驱动
- 提供6/8/10/12通道方案,内置8路PWM发生器,可通过SPI配置输出PWM的频率与占空比。
- 具备智能诊断功能,能帮助车载系统判断负载连接状态;发生断线或短路时,外部MCU可读取芯片寄存器中的通道报错信息。
步进电机的双极性两相驱动应用
- 双极性步进电机常通过一个芯片内置的两路H桥来独立控制两相绕组的电流方向和大小,形成交错的磁场向量以实现定位。
- 通过对两绕组供给多细分度的正交电流,可以实现更高的定位精度和平滑性。常见细分模式包括4细分、16细分、32细分等,细分度越高,运动的分辨度和顺滑性越好。
- 步进驱动芯片除了提供内部H桥,还要实现输出电流的精确细分与波形控制,并具备电流采样与反馈能力,以实现闭环控制。
- NSD8381 便是面向步进应用的高性能方案之一,最高支持1/32细分。该芯片内置两路H桥,能够控制双极性两相步进电机,支持1/16步、1/32步等细分模式,满足高精度控制需求。其广泛应用于车载自适应前照灯系统(AFS)、泵浦驱动、工业冰箱、打印机等场景。
选型与应用要点总结
- 重点关注电压范围、相电流、控制信号类型、支持的最大细分度、当前调制与衰退方式,以及综合保护功能(如欠压、过流、热保护等)。
- 根据具体应用场景的热环境、负载特性与所需的定位精度,选择匹配的通道数、PWM能力与诊断特性,确保系统稳定性与可维护性。
以上内容聚焦于常见电机类型与感性负载的驱动方案,帮助提升对电机驱动芯片选择与应用实现的理解与决策效率。