随着技术的不断发展,市场对于电机驱动提出了三大新的要求:更安全,即要求运行稳定、故障率低;更环保,即高效率、低功耗;更智能,拥有先进算法、易于使用。针对此三大需求,德州仪器(TI)近期举行“2014 TI工业应用研讨会”,全面展示了TI在工业产品领域这三方面均领先的优势及解决方案,尤其包括今年推出的DRV10983等一系列电机驱动器新品。
高度整合加强可靠性
TI过去在电机驱动领域有超过15年的经验,累计产品销售超过10亿颗,广泛应用于硬盘、光驱、喷墨打印机、汽车、工业等领域。考虑到过于分散的事业部架构以及大有可为的广泛市场,2010年,TI集合所有事业部的马达部分成立了新的电机驱动事业部(MDBU),开始进军大众市场。目前其产品包括从步进电机到有刷、无刷、螺线管驱动,到霍尔元器件传感器的整个系列。
应该说高度整合的电机驱动方案将是未来的一个必然趋势,而TI成立MDBU之际也考量诸多,最后统一了思想,坚定了做高度集成解决方案的路线。TI认为,相比当前离散的电机驱动方案,集成方案更加稳定、更环保、更智能,在一些对体积和安全性要求较高的领域已经获得应用。
“很简单,驱动器、MOS管、保护电路、控制开关、算法全部集中在一起的好处非常多。”TI中国区市场开发高性能模拟产品业务拓展经理信本伟表示,显而易见的好处包括:1、有效减小PCB尺寸,缩减BOM;2、高集成度能有效提升可靠性、安全性;3、无需分立方案设计。
“对于电机而言,尤其是用于工业或汽车领域的电机产品,对可靠性要求非常高,因此我们在整个设计里,基本上能在市面上看到的保护电路我们全部都集成了。尽管增加了部分成本,但产品安全性也会非常高。”他说道,“拿日常生活中较为常见的卷发棒来说,曾经有客户不做击穿保护,结果击穿后马达死锁,尽管电流不会传到手上,但头发却卷在上面拿不下了。”
信本伟还强调,与离散元器件方案相比,集成IC的优势还有抗干扰能力强。众所周知,每个离散元器件的精度不一样,在大规模生产、元器件采购的时候误差率会导致较高的漂移率,而集成IC的一致性会更好。
多种保护促安全
信本伟表示,TI万全的保护方案包括过流/短路保护、过热保护、欠压闭锁以及击穿保护。对于过电流保护,信本伟指出,很多人认为做一个线圈之间的保护,电源便短路了,但实际上仍有电流,而TI对地、电源及线圈之间的短路等情况都设有过流保护。此外,TI一般都包括另外一个保护电路ILIMIT,通过减小功率管的门级电压,其电源漏极电阻会增加,限制通过电流,TI还设有单管保护。他说:“每个功率管实际都需要单独的保护机制,同时需要能迅速对过流情况进行反映,不能有误判。”