如何防止電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的電源故障
作為電路設(shè)計(jì)師,我們遇到了類似的挑戰(zhàn),盡管沒有那么劇烈。作為一名年輕的電氣工程專業(yè)學(xué)生,我們還被教導(dǎo)在使用疊加、基爾霍夫電流定律和節(jié)點(diǎn)分析等技術(shù)分析電路時(shí)分離源、電流和電壓。我們用來將令人生畏的復(fù)雜電路簡(jiǎn)化為更易于理解的所有工具。
同樣的邏輯也適用于設(shè)計(jì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。當(dāng)有刷電機(jī)中的電刷與換向器中的部件建立和斷開連接時(shí),火花會(huì)飛濺。我們都在家里的手持電鉆中看到了這一點(diǎn)。用于數(shù)千種應(yīng)用的有刷電機(jī)是一只嘈雜的野獸。隨著電刷隨著時(shí)間的推移而磨損,電源和接地之間可能會(huì)發(fā)生瞬時(shí)短路,并導(dǎo)致電源反復(fù)崩潰。這些非常小的下降(100 納秒)可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障,并使微處理器因中斷而超負(fù)荷運(yùn)行。在電機(jī)電源和板 d GND 之間使用差分探頭,噪聲非常明顯,并導(dǎo)致系統(tǒng)中出現(xiàn)欠壓故障。
通過將電機(jī)電源與邏輯電源分離,在DRV8835和DRV8836、DRV8837和DRV8838和DRV8839等器件中解決了這個(gè)問題。
DRV8835為攝像機(jī)、消費(fèi)類產(chǎn)品、玩具、和其它低電壓或者電池供電的運(yùn)動(dòng)控制類應(yīng)用提供了一個(gè)集成的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器解決方案。 此器件有兩個(gè)H橋驅(qū)動(dòng)器,并且能夠驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)或者一個(gè)步進(jìn)電機(jī),以及其它諸如螺線管的器件。 每個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器功能塊包括配置為H橋的N通道功率MOSFET以驅(qū)動(dòng)電機(jī)繞組。 一個(gè)內(nèi)部電荷泵生成所需的柵極驅(qū)動(dòng)電壓。DRV8835的每個(gè)H橋能夠提供高達(dá)1.5A的輸出電流。 它在0V至11V的電機(jī)電源電壓范圍,以及2V至7V的器件電源電壓范圍內(nèi)運(yùn)行??蛇x擇的相位/使能和IN/IN接口與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)器件兼容。內(nèi)部關(guān)斷功能支持過流保護(hù)、短路保護(hù)、欠壓鎖定以及過溫保護(hù)。DRV8835采用具有PowerPAD™的極小型12引腳WSON封裝(環(huán)保型:符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)且不含Sb/Br)。
●特性:
■雙H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器
▲能夠驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)或者一個(gè)步進(jìn)電機(jī)
▲低金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET) 導(dǎo)通電阻:
◆高側(cè) + 低側(cè)(HS + LS) 305mΩ
■每個(gè)H橋1.5A的最大驅(qū)動(dòng)電流
■兩橋并聯(lián)可實(shí)現(xiàn)3A的驅(qū)動(dòng)電流
■單獨(dú)的電機(jī)和邏輯電源引腳:
▲0V至11V電機(jī)運(yùn)行電源電壓范圍
▲2V至7V邏輯電源電壓范圍
■ 獨(dú)立的邏輯和電機(jī)電源引腳
■ 靈活的脈寬調(diào)制(PWM)或者相位/使能接口
■具有95nA最大電源電流的低功耗睡眠模式
■ 極小型2mm x 3mm晶圓級(jí)小外形尺寸無引線(WSON)封裝
這些器件指定在邏輯電源 (VCC) 上運(yùn)行低至 1.8V,通常連接到一個(gè)穩(wěn)壓的微處理器電源軌。但是,這是您問題的解決方案 - 電機(jī)電源 (VM) 指定為低至 0V!因此,您在圖 1 中看到的所有這些煩人的電源中斷都會(huì)導(dǎo)致邏輯內(nèi)核出現(xiàn)零故障。
還有一個(gè)可能被忽視的優(yōu)勢(shì)。輸入邏輯閾值按邏輯電源 (VCC) 調(diào)整。這允許設(shè)備使用 1.8V 邏輯工作,這在電池供電設(shè)備中更為常見。
分離變量時(shí),復(fù)雜的問題總是更容易解決。在充滿挑戰(zhàn)的電機(jī)世界中也不例外,將您的邏輯電源與電機(jī)電源分開,享受您的空閑時(shí)間,而不是花在電源過濾或中斷服務(wù)程序上。
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