Varför är du fortfarande använder ett relä för att köra en bil motor?
Med tillkomsten av mindre och smartare integrerade kretsar (ICs) i fordons elektriska system, är det dags att börja titta på ”elefanten” i rummet: Varför använder vi fortfarande reläer för att styra bilen soltak, fönsterhissar, elektriska lås och bakre bagage luckan hissar, minne säten, kompressorer och olika pumpar på bilen? Även om reläer är prisvärda och lätta att design, är deras funktionalitet ganska ohanterlig för moderna motoriska program på grund av sin begränsade liv och stor storlek. En tyst, liten och säker lösning är fast stat ICs det bästa valet för automotive motorstyrning applikationer.
Lösning storlek
Låt oss jämföra två lösningar. Figur 1 visar en typisk relä lösning med samma spänning och nuvarande betyg och en motsvarande solid-state lösning.
För lösning storlek bara, solid-state 8 x 8 mm quad platta nr-bly (QFN) och två dual-paketet N-kanal MOSFETs står för ungefär en tredjedel av området styrelsen av relä lösningen. Tittar på z-axeln, handlar hela solid-state lösningen om 0,9 mm, eller 0,035 tum hög. Om du vill bygga en motor driver kretskort (PCB) som passar precis på baksidan av motorhuset, är TI: s halvledar-lösningar perfekt för denna applikation.
Förutom storleken integrerar SSD gate föraren en fullständig uppsättning funktioner som annars måste byggas diskret i relä lösningen. Dessa funktioner inkluderar:
Motor strömmätning
För någon typ av nuvarande förordning kräver både relä och halvledar-system en shunt resistor. Relay lösningen kräver en separat diskret förstärkarkretsen att öka spänningen mätt över sense resistorn. Den öka spänningen skickas sedan till en mikrokontroller (MCU) analog-till-digital-omvandlare (ADC) så att den digitala logiken i MCU kan avgöra när du ska stänga av motorn eller begränsa nuvarande. Men SSD motor-enheter vanligtvis integrera en låg-side shunt förstärkare, så den bara diskret komponent du behöver är ett enda ström-sense-motstånd. Figur 2 visar skillnaden mellan den integrerade motordrift IC och diskret nuvarande mätning krets topologi.
Motorns hastighet kurva
Motorns hastighet kurvor med reläer är extremt ineffektiv. Designers kan använda en annan storlek resistor placerad i serie med motorn eller en multi slingrande motor med olika hastigheter för att uppnå en multi-Speed kontrollprogram för power windows, lyft gates, soltak, skjutdörrar eller pumpar med reläer. Om du vill välja en annan hastighet, kräver båda lösningar fler reläer, vilket innebär mer styrelsen utrymme och diskreta komponenter.
Med en SSD lösning behöver du bara ge två puls bredd modulation (PWM) signaler från MCU för TI: s motor förare att styra motorhastigheten. På DRV8702-Q1 och DRV8703-Q1 ger TI ett PH/sv-läge som bara en PWM signalen anbringas på den Aktivera pin, medan en enkel logik som hög eller låg fas pin styr riktningen av motorn. Den logik nivåerna PWM signalen omvandlas direkt till MOSFET porten med rätt spänning till fullt förbättra överkant eller underkant MOSFET. Med denna typ av gränssnitt, kan du snabbt utforma etappvis pumpar, anpassade banor för skjutbara glas soltak, mjuk-stängt power windows, ekonomisk variabel hastighet vindrutetorkare eller någon annan typ av enkel rörelse kontroll motor ansökan.
Relaterade Referensdesign
Liten taklucka motor modul Referensdesign är en solid-state motorisk kontrollmodul för takfönster och fönster hiss applikationer. TI Referensdesign använder DRV8703-Q1 gate föraren med integrerad shunt förstärkare och två dual-paketet fordonsklassade paketet MOSFETs för att skapa en mycket liten power stage layout jämfört med typiska relä lösningar. Designen innehåller också två TI: s DRV5013-Q1 digital låsning Hall effekt sensorer för kodning motor position.
Utforma en motorstyrning som använder TI'S solid-state motordrift kommer att minska storleken på PCB lösningen, så att fler och fler motorer för att styras från samma modul. Tack vare TI: s mycket integrerad och enkel kontrollsystem för motorstyrningar, kan formgivare snabbt och enkelt redesign modernaste borstad DC motor controller kretsar som använder reläer.
