小功率電機驅(qū)動方案及驅(qū)動IC的選擇

電機驅(qū)動作為工業(yè)4.0中工廠自動化整個閉環(huán)中的執(zhí)行器環(huán)節(jié)，其性能好壞直接影響到整個閉環(huán)的性能。因此，工業(yè)4.0對電機驅(qū)動提出了更高的性能和功能要求，例如更快的響應(yīng)速度、更高的帶寬、更高精度的位置和速度控制、以及更豐富的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)功能等。針對不同應(yīng)用場合的電機，我們應(yīng)該選擇與之相對應(yīng)的驅(qū)動方案。簡單地來說，功率大的電機應(yīng)該選用內(nèi)阻小、電流容許大的驅(qū)動，功率小的電機就可以選用較低功率的驅(qū)動。直流小功率電機廣泛適用于家電、工控、計算機等諸多設(shè)備。較常規(guī)的方法是采用 PWM 控制,常見的驅(qū)動有兩種方式：

一、采用集成電機驅(qū)動芯片；

二、采用MOSFET和專用柵極驅(qū)動芯片。

圖1

在高集成度的應(yīng)用中，傳統(tǒng)電機控制鏈路MCU + Gate Driver + MOSFET（如圖1）中已經(jīng)出現(xiàn)了MCU+ Pre-Driver集成，或是Pre-Driver+MOSFET功率模組集成的方式，甚至在一些小功率應(yīng)用中還出現(xiàn)了集成全部鏈路的情形。而在便攜設(shè)備、IOT和5G應(yīng)用中，對電機驅(qū)動在高精度、小型化、高集成度、低功耗的要求越來越高；而自動化生產(chǎn)線則對電機驅(qū)動的高可靠性和長壽命提出了苛刻的要求。

按集成度的不同，有3種電機驅(qū)動器方案：系統(tǒng)單芯片(SoC)方案、集成的控制方案(ICS)和門極驅(qū)動器方案。

SoC方案將DC-DC、門極驅(qū)動器、控制器、逆變器及反饋/保護等集成到單個芯片上，集成度高，適合空間受限的應(yīng)用，簡單易用。

ICS方案相對于SoC方案，沒有集成逆變器，因而可通過外部MOSFET支持寬范圍的功率，適用于功率較大的應(yīng)用，靈活性較高。

門極驅(qū)動器方案則只集成DC-DC、門極驅(qū)動器和反饋/保護，因為控制器和功率器件都在外部，所以具有的靈活度。

門級驅(qū)動方案因其靈活性和傳統(tǒng)性，在非汽車市場有較多的應(yīng)用，比如應(yīng)用在風扇、電動工具、按摩椅等小功率場合。有隔離門級驅(qū)動產(chǎn)品和非隔離門級驅(qū)動產(chǎn)品。

數(shù)明半導體提供高可靠性的門級驅(qū)動，產(chǎn)品覆蓋200V及600V工作電壓范圍，可供客戶選擇各種驅(qū)動電流以及半橋、全橋設(shè)計。