車載有刷直流電機驅動如何選擇?

2020-11-25 電子產品世界

越來越多的電機已被應用到汽車上，選擇一個符合汽車等級要求的有刷直流電機驅動，可簡化設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橋預驅晶片HCV7535。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/202001/409267.htm

一、有刷直流電機在汽車上的應用

電機在汽車上的應用，讓汽車實現自動化，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  有刷直流電機應用

車窗自動升降器，現在基本上每輛車都有，無需再用傳統的手搖式；電動座椅調節，同樣替代了傳統的手動機械式；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。

二、有刷直流電機驅動

驅動有刷直流電機，可以使用高邊驅動或者低邊驅動，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正反轉時，可以搭建一個H橋來實現，如下圖所示的H橋驅動。

圖 2  電機H橋驅動

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

汽車電子設計的要求越來越高，功能安全與故障檢查機制是必不可少的一部分，設計符合汽車標準的直流有刷電機的驅動，固然優先考慮選擇符合汽車標準的驅動晶片。

三、H橋預驅NCV7535

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

圖 3  NCV7535框架

NCV7535主要特點：

•        寬輸入電壓範圍；

•        提供電荷泵用於N-MOSFET防反接保護電路；

•        微控制器可SPI接口進行配置；

•        控制H橋實現電機正反轉；

•        PWM輸入調節轉矩與速度；

•        增強型的H橋預驅，穩定可靠；

•        支持主動續流與被動續流；

•        可編程壓擺率以及死區時間；

•        集成過壓、短路、過溫檢測以及保護等。

圖 4  NCV7535應用

NCV7535以汽車電子標準來設計，高度集成多個功能，非常適用於汽車的車窗控制，車門控制等（如上圖示例），穩定可靠的電路方案，是有刷直流電機驅動的優先選擇。

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