工控板操控器-电机驱动的难点在于本钱和算法

　　工控板控制器-电机驱动的难点在于本钱和算法，其算法和精度及可靠性又密切相关。此外，电机能耗占世界能耗的一半摆布，电机功率的进步，契合节能减排的恳求。

　　在咱们的家庭里边，一切的家电除了电视机以外，几乎都包括了电机：从抽油烟机、微波炉、灶具，燃气热水器、洗衣机、冰箱、空调，再到硬盘、DVD机，全都和电机有关。其他，在轿车傍边，所运用的电机数量达上百个之多。其间的很多产品(例如硬盘)，对电机控制的精度和可靠性恳求非常之高。

　　算法和可靠性

　　国内的家用电器厂商在电机的控制算法上处于弱势;而至于硬件方面，根据不相同恳求集成不相同的功用和硬件，可以进步产品的可靠性。其他，现在的一些电机驱动器件集成了MCU，这也是电机驱动的一个发展方向。根据不相同的运用需要，电机有很多的控制算法，包括：120度、150度或180度梯形波、FOC算法、无方位查看、PID调度算法等。对于电机驱动的可靠性，需要计划各种保护，比如：热保护、欠压保护和避免导通的保护等。然而，在以往的电机驱动器中，几乎难以找到过流保护(OCP)——这些器件对于这一保护而言，只可以靠热保护去照应。

　　他介绍，TI有一个专门对于电机做控制算法的实验室Kilby Lab。该实验室致力于将算法做得更完善，把可靠性提上去。在可靠性方面，若选用热保护的话，在温度抵达某一温度(比如150度)时再直接关断，照应或许无法满足实践需要：比如人为的短路，在发热温度查看还来不及保护的时分就会焚毁。过流保护照应时间太长的话，器件也简单被焚毁。其他，电机在起动的刹那间，冲击电流格外大。若在此时实行电流查看的话，器件会实施过流保护。因此，设置一个关断时间，把这个时间疏忽掉，逾越这个时间点今后，再做电流查看，就可以绕开起动时的过流保护。

　　TI DRV8电机驱动系列的一个主要特点，就在于它的可靠性。其他，在DRV8系列中集成了MCU，这么，咱们在运用的时分，就不需要在外部再附加单片机;或许，只需要用主处理器和驱动器通讯，“告诉”它走几步或许发一个指令即可。这么便进步了电机驱动的易用性，而无需知道其后台是怎样操作的。对于TI而言，电机驱动的发展方向也便是如此——尽或许做到器件便当操作和易于运用。

　　细分和混合衰减方式

　　步进电机需要进行细分控制。对于步进电机驱动器而言，可以将细分(1/8细分直到1/256细分)的索引表集成进入。其他，可以通过设置控制字(例如1/8细分驱动)，在无细分、1/2细分、1/4细分和1/8细分之间进行选择。

　　步进电机每加一个脉冲，便会走一步。当没有脉冲或许是脉冲关断的时分，电流就会降下来，电机就会留步。但是由于电感很大，电流不能突变，这时便可以选用算法来控制电流的衰减速度。李志林谈道，衰减方式可以分为慢衰减方式和快衰减方式。将慢衰减和快衰减方式结合起来(混合衰减方式)，便可以根据实践恳求，对留步形成的体系噪声和电机工作的滑润度进行调整。

　　步进电机在驱动的时分，电流波形最佳是正弦波，由于这时的谐波分量较低、EMI较小且控制精度也较高。但在细分的时分，会遇到一个疑问：过零点的失真会致使误冲。这时，在驱动器中，可以选用动态的TBLANK(间隔时间)，来减小波形过零点的失真;其他，可以选用可调的混合衰减方式(比如先快后慢)，来减小di/dt过零时的电感放电失真。

　　漏源导通电阻RDS(ON)

　　某些电机驱动器傍边集成了MOSFET，这么，其漏源导通电阻(RDS(ON))便抉择了驱动器的发热情况。对于一个5A的电机，一切的电流都将流过它的线圈。若芯片傍边集成了两个H桥，在驱动的时分，就相当于有两个半桥在导通(两个半桥相当于4个MOSFET)。这么，芯片的功耗就等于电流的平方乘以4RDS(ON)。因此，RDS(ON)越低，芯片的发热量便越小。例如，TI的DVR8818便是一款RDS(ON)极低的驱动器件(上管与下管RDS(ON)之和为0.37Ω)。

　　步进电机驱动器接口方式

　　步进电机驱动器大致有三种接口方式：PWM方式、Phase/Enable方式和Step/Direction方式。PWM方式即选用MCU程序进行控制;Phase/Enable方式即输出由相位(方向)和每个H桥的使能信号控制;Step/Direction方式则是根据脉冲和方向进行控制。

　　某些传统的驱动器的电流标准相似，但在实践运用时，接口方式却不相同。接口方式不相同的话，在运用过程中就需要批改软件，由于这两种方式恳求CPU宣告的PWM脉冲的占空比和个数都不相同。这么，若将两种接口方式做成兼容，便可以选用一个管脚，选择是选用Step/Direction方式仍是选用Phase Enable方式，而不必再为其更改软件(例如，DRV8834便是一种Step/Direction方式和Phase Enable方式可选的产品)。

　　无传感器BLDC

　　有刷电机与直流无刷电机(BLDC)的差异在于是不是具有碳刷。有刷电机通过在转向器上刻上槽，用不相同的炭刷去接触而完结换向。而BLDC则没有炭刷，由于炭刷的存在会影响其机械寿数。其他，有刷电机存在噪音——由于炭刷和不相同的绕组之间存在绝缘点，有刷电机在切换的时分会打火。因此，将有刷电机替换为BLDC将会是一个趋势，一同，其功率也非常高。

　　有些BLDC电扇选用霍尔器件来替换传统的换向器。由于霍尔器件需要电源供电，引线的数量将会较多。一同，霍尔器件自身存在运用寿数。因此，在高温文高可靠性的场合不宜选用霍尔器件。其他，霍尔器件体积的束缚也抉择了不行能把它放在其间。这种情况下，若选用无传感器BLDC(即无换向查看的BLDC)，应怎样完结换向，就要看硬件的高招了。有很多的算法专门做这种BLDC的驱动，比如选用反电动势查看的办法来完结。

　　BLDC电扇的恳求在于：榜首，起动没有疑问。虽然没有相位查看，但在任何情况下都能起动。第二，不能出现反转的或许。这对可靠性的恳求非常地高。TI的DRV10863即是一个双向的BLDC驱动器。通过集成1安培的高/低端MOSFET，这款产品运用起来非常便当。其他，它集成的过流保护，可以便当调度过流保护点。DRV10863选用无传感器BACK EMF控制办法去查看相位，其电流波形接近于正弦波，并选用150度梯形波进行调整。