電機(jī)驅(qū)動(dòng)：了解電流額定值

如果我們曾經(jīng)尋找過德州儀器 (TI) 的設(shè)備，那么我們可能已經(jīng)看到過圖 1 中所示的工具。這個(gè)產(chǎn)品選擇工具是一個(gè)強(qiáng)大的工具，可以幫助我們快速查看成百上千的設(shè)備。

圖 1：產(chǎn)品選擇工具

但俗話說，垃圾進(jìn)，垃圾出。因此，了解我們正在搜索的設(shè)備的各種規(guī)格對(duì)于為我們的應(yīng)用找到合適的設(shè)備至關(guān)重要。在電機(jī)驅(qū)動(dòng)論壇常見問題解答系列的這一部分中，我將重點(diǎn)介紹最容易被誤解的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器規(guī)格之一：驅(qū)動(dòng)器電流額定值。我將檢查的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電流參數(shù)是峰值輸出電流和均方根 (RMS) 輸出電流。

峰值輸出電流是電機(jī)驅(qū)動(dòng)器可以提供的最大電流，忽略器件及其封裝的熱限制。該限制通常由電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的過流保護(hù) (OCP) 設(shè)置（圖 2）。

圖 2：OCP 限制（峰值輸出電流）

DRV8840 數(shù)據(jù)表中的保護(hù)限制示例

DRV8840為打印機(jī)、掃描儀和其他自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用提供了集成的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器解決方案。該裝置有一個(gè)H橋驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)一臺(tái)直流電機(jī)。每個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器塊由N溝道功率MOSFET組成，配置為全H橋，用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)繞組。DRV8840可提供高達(dá)5-A峰值或3.5-A的輸出電流（在24 V和25°C下適當(dāng)散熱）。
簡單的并行數(shù)字控制接口與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備兼容。衰減模式可編程，以便在禁用時(shí)允許電機(jī)制動(dòng)或滑行。內(nèi)部停機(jī)功能用于過電流保護(hù)、短路保護(hù)、欠壓鎖定和超溫。

■ 單H橋電流控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器
■ 8.2-V至45-V工作電源電壓范圍
■ 五位電流控制允許高達(dá)32個(gè)電流電平
■ 低MOSFET電阻（on）典型0.65? (HS+LS）
■ 5-24 V時(shí)的最大驅(qū)動(dòng)電流，T_A=25°C
■ 內(nèi)置3.3-V參考輸出
■ 并行數(shù)字控制接口
■ 熱增強(qiáng)表面貼裝封裝
■ 保護(hù)功能：
▲ 過電流保護(hù)（OCP）
▲ 熱停堆（TSD）
▲ VM欠壓鎖定（UVLO）
▲ 故障狀態(tài)指示引腳（nFAULT）

如果試圖汲取超過 OCP 允許的電流將導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)級(jí)關(guān)閉。峰值輸出電流限制的一個(gè)例外是電機(jī)驅(qū)動(dòng)器將在 OCP 的去毛刺定時(shí)器期間短暫允許更高的電流。去毛刺定時(shí)器確保來自開關(guān)或輸出電容器的噪聲不會(huì)使 OCP 跳閘并導(dǎo)致關(guān)斷。

圖 3 中的波形顯示了電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出短路條件下的典型 OCP 事件。黃色跡線是輸入信號(hào)，藍(lán)色跡線是故障輸出信號(hào)，粉紅色跡線是通過輸出級(jí)的電流。最初，電流迅速上升。在短暫的過沖之后（對(duì)于輸出級(jí)來說不是問題），電流被模擬電流限制限制在大約 9A。在大約 2.5μs 內(nèi)，OCP 去毛刺定時(shí)器超時(shí)，電流停止在 9A 的模擬電流限制，超過了 OCP 限制。在此設(shè)備上，OCP 電平約為 3A。此時(shí)，輸出級(jí)被禁用，電流降至零并發(fā)生故障。

圖 3：OCP 事件

RMS 輸出電流是電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在一組固定條件下可以支持的最大 RMS（或 DC）電流。這些條件通常包括在標(biāo)稱電壓、25°C 環(huán)境溫度和標(biāo)準(zhǔn) JEDEC 規(guī)定的印刷電路板 (PCB) 下運(yùn)行。該限制通常由電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的過熱保護(hù)設(shè)置。一旦設(shè)備超過過溫限制，驅(qū)動(dòng)級(jí)將關(guān)閉。這可確保設(shè)備不會(huì)在其安全操作區(qū)域之外使用。

圖 4：DRV8840 數(shù)據(jù)表中的過溫限制