車載有刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)如何選擇？

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

一、有刷直流電機(jī)在汽車上的應(yīng)用

電機(jī)在汽車上的應(yīng)用，讓汽車實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，加強(qiáng)駕駛安全性以及舒適性。不同類型的電機(jī)因各自的特點(diǎn)而被應(yīng)用到汽車上不同的功能模塊，有刷直流電機(jī)同樣也在汽車的多個(gè)功能模塊中用到，如下圖所示。

圖 1  有刷直流電機(jī)應(yīng)用

車窗自動(dòng)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(dòng)座椅調(diào)節(jié)，同樣替代了傳統(tǒng)的手動(dòng)機(jī)械式；電動(dòng)尾箱與電動(dòng)天窗，更是豪華車的配置，這些都通過有刷直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)。

二、有刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)

驅(qū)動(dòng)有刷直流電機(jī)，可以使用高邊驅(qū)動(dòng)或者低邊驅(qū)動(dòng)，控制電源連接到電機(jī)地輸入端即可，簡(jiǎn)單而實(shí)用。當(dāng)需要控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)時(shí)，可以搭建一個(gè)H橋來實(shí)現(xiàn)，如下圖所示的H橋驅(qū)動(dòng)。

圖 2  電機(jī)H橋驅(qū)動(dòng)

簡(jiǎn)單的H橋電路，可以使用兩個(gè)繼電器實(shí)現(xiàn)，外部電路驅(qū)動(dòng)繼電器閉合狀態(tài)即可。這樣的繼電器H橋驅(qū)動(dòng)雖然簡(jiǎn)單實(shí)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(shì)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(qiáng)，非觸點(diǎn)式的電子開關(guān)，非常適合用來替代繼電器驅(qū)動(dòng)有刷直流電機(jī)，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(duì)于繼電器來說非常高，所以可以通過PWM的方式來進(jìn)行調(diào)速。

汽車電子設(shè)計(jì)的要求越來越高，功能安全與故障檢查機(jī)制是必不可少的一部分，設(shè)計(jì)符合汽車標(biāo)準(zhǔn)的直流有刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，固然優(yōu)先考慮選擇符合汽車標(biāo)準(zhǔn)的驅(qū)動(dòng)芯片。

三、H橋預(yù)驅(qū)NCV7535

安森美推出的NCV7535是功能增強(qiáng)型的H橋驅(qū)動(dòng)芯片，可通過SPI接口對(duì)其進(jìn)行配置，可提供N-MOS防反接電路設(shè)計(jì)電荷泵，支持多種保護(hù)機(jī)制，是一款高集成度的汽車等級(jí)的芯片，芯片框架如下圖所示。

圖 3  NCV7535框架

NCV7535主要特點(diǎn)：

?        寬輸入電壓范圍；

?        提供電荷泵用于N-MOSFET防反接保護(hù)電路；

?        微控制器可SPI接口進(jìn)行配置；

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

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

?        增強(qiáng)型的H橋預(yù)驅(qū)，穩(wěn)定可靠；

?        支持主動(dòng)續(xù)流與被動(dòng)續(xù)流；

?        可編程壓擺率以及死區(qū)時(shí)間；

?        集成過壓、短路、過溫檢測(cè)以及保護(hù)等。

圖 4  NCV7535應(yīng)用

NCV7535以汽車電子標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)，高度集成多個(gè)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(jī)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)先選擇。