車載有刷直流電機驅(qū)動如何選擇？

越來越多的電機已被應(yīng)用到汽車上，選擇一個符合汽車等級要求的有刷直流電機驅(qū)動，可簡化設(shè)計以及提高安全性能。本文為您介紹符合汽車等級要求的功能增強型的H橋預(yù)驅(qū)芯片HCV7535。

一、有刷直流電機在汽車上的應(yīng)用

電機在汽車上的應(yīng)用，讓汽車實現(xiàn)自動化，加強駕駛安全性以及舒適性。不同類型的電機因各自的特點而被應(yīng)用到汽車上不同的功能模塊，有刷直流電機同樣也在汽車的多個功能模塊中用到，如下圖所示。

圖 1  有刷直流電機應(yīng)用

車窗自動升降器，現(xiàn)在基本上每輛車都有，無需再用傳統(tǒng)的手搖式；電動座椅調(diào)節(jié)，同樣替代了傳統(tǒng)的手動機械式；電動尾箱與電動天窗，更是豪華車的配置，這些都通過有刷直流電機實現(xiàn)。

二、有刷直流電機驅(qū)動

驅(qū)動有刷直流電機，可以使用高邊驅(qū)動或者低邊驅(qū)動，控制電源連接到電機地輸入端即可，簡單而實用。當需要控制電機實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)時，可以搭建一個H橋來實現(xiàn)，如下圖所示的H橋驅(qū)動。

圖 2  電機H橋驅(qū)動

簡單的H橋電路，可以使用兩個繼電器實現(xiàn)，外部電路驅(qū)動繼電器閉合狀態(tài)即可。這樣的繼電器H橋驅(qū)動雖然簡單實用，但也有比較大的局限性，例如體積較大和開關(guān)速度較慢，而且在調(diào)速方面也顯得力不從心。在現(xiàn)在高功率密度需求的趨勢下，需要使用更高開關(guān)速度，體積更小的器件去替代繼電器。MOS管開關(guān)速度快，導(dǎo)通阻抗小，過電流能力強，非觸點式的電子開關(guān)，非常適合用來替代繼電器驅(qū)動有刷直流電機，而且更容易縮小電路占用空間。由于MOS管的開關(guān)速度相對于繼電器來說非常高，所以可以通過PWM的方式來進行調(diào)速。

汽車電子設(shè)計的要求越來越高，功能安全與故障檢查機制是必不可少的一部分，設(shè)計符合汽車標準的直流有刷電機的驅(qū)動，固然優(yōu)先考慮選擇符合汽車標準的驅(qū)動芯片。

三、H橋預(yù)驅(qū)NCV7535

安森美推出的NCV7535是功能增強型的H橋驅(qū)動芯片，可通過SPI接口對其進行配置，可提供N-MOS防反接電路設(shè)計電荷泵，支持多種保護機制，是一款高集成度的汽車等級的芯片，芯片框架如下圖所示。

圖 3  NCV7535框架

NCV7535主要特點：

?        寬輸入電壓范圍；

?        提供電荷泵用于N-MOSFET防反接保護電路；

?        微控制器可SPI接口進行配置；

?        控制H橋?qū)崿F(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)；

?        PWM輸入調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩與速度；

?        增強型的H橋預(yù)驅(qū)，穩(wěn)定可靠；

?        支持主動續(xù)流與被動續(xù)流；

?        可編程壓擺率以及死區(qū)時間；

?        集成過壓、短路、過溫檢測以及保護等。

圖 4  NCV7535應(yīng)用

NCV7535以汽車電子標準來設(shè)計，高度集成多個功能，非常適用于汽車的車窗控制，車門控制等（如上圖示例），穩(wěn)定可靠的電路方案，是有刷直流電機驅(qū)動的優(yōu)先選擇。