無論是調(diào)整座椅至最佳位置還是能夠輕松打開行李箱，車身電子設(shè)備系統(tǒng)都可使用電機來提高駕乘人員的舒適性和便利性,。
金屬氧化物半導體場效應(yīng)晶體管（MOSFET）控制這些應(yīng)用的電動裝置。但將 MOSFET 用作開關(guān)給電子控制模塊設(shè)計（包括電磁干擾（EMI）和熱管理,、電流感應(yīng),、斷電制動以及診斷與保護）帶來了新的技術(shù)性挑戰(zhàn),。德州儀器開發(fā)的集成電路（IC）電機驅(qū)動器產(chǎn)品集成了模擬功能，可幫助電子控制模塊設(shè)計人員應(yīng)對這些挑戰(zhàn),，同時減小解決方案尺寸并縮短開發(fā)時間,。
本文中，我們將討論可幫助應(yīng)對這些設(shè)計挑戰(zhàn),、集成到電機驅(qū)動集成電路中的特定模擬功能,。
降低電磁干擾（EMI）
降低 EMI 可通過在芯片級和 PCB 級的功能和解決方案來實現(xiàn)。降低 EMI 的一種關(guān)鍵方法是控制脈沖寬度調(diào)制（PWM）邊沿速率,。柵極驅(qū)動產(chǎn)品,，如用于有刷 DC（BDC）電機的 DRV8705-Q1、DRV8706-Q1,、DRV8714-Q1 和 DRV8718-Q1 柵極驅(qū)動,，以及用于無刷 DC（BLDC）電機的三相 DRV8343-Q1 均集成了智能柵極驅(qū)動技術(shù)，專門用于控制 PWM 邊沿轉(zhuǎn)換速率,。此外,，這些器件還提供了選擇壓擺率的功能，可最大程度地緩解 EMI,。降低 EMI 的另一種常用技術(shù)是振動主時鐘頻率,。具有集成 MOSFET 的 DRV10983-Q1 三相 BLDC 電機驅(qū)動器還集成了主時鐘頻率的抖動功能，通過在整個頻譜上擴展峰值來減小振幅,。
熱管理
基于所驅(qū)動的負荷,，電機的工作電流和失速電流的取值范圍很廣。對于高電流負荷,，柵極驅(qū)動產(chǎn)品可讓您選擇使用分立 MOSFET 進行設(shè)計,。電子控制模塊設(shè)計人員可優(yōu)化布局，從而實現(xiàn)最佳的熱管理,。對于低負荷電流負荷,，可以使用具有集成 H 橋 MOSFET 的 DRV8873-Q1、DRV8874-Q1 和 DRV8876-Q1 等器件來驅(qū)動負荷,，同時實現(xiàn)最佳的熱管理,。此外，由三相 BLDC 電機驅(qū)動器驅(qū)動的低電流負荷可使用帶有集成 MOSFET 的 DRV10983-Q1,。請注意：DRV10983-Q1 還集成了換向算法,，從而使單芯片解決方案可驅(qū)動電機。
電流感應(yīng)
測量電機中的電流以檢測電路和電機故障,，并使用紋波計數(shù)來推斷電機位置,。所有德州儀器 BDC 和 BLDC 電機和柵極驅(qū)動產(chǎn)品都集成了電流感應(yīng)放大器，以放大電阻兩端的電壓。此外,，DRV8106-Q1,、DRV8706-Q1、DRV8714-Q1 和 DRV8718-Q1 還提供了一個在線電流感應(yīng)放大器,。使用在線電流感應(yīng)測量,，還可確定電機旋轉(zhuǎn)方向。
傳統(tǒng)上講,，車窗使用由 BDC 電機驅(qū)動器驅(qū)動,。但是，系統(tǒng)設(shè)計人員正在研究使用 BLDC 電機來驅(qū)動車窗,，因為 BLDC 電機更為安靜,。另外，還考慮使用 BLDC 電機來旋轉(zhuǎn)自動駕駛汽車的座椅底座,。集成了電流感應(yīng)功能的三相智能柵極驅(qū)動 DRV8343-Q1 可在這些應(yīng)用中使用,。
斷電制動
通過 MOSFET 解決方案，當關(guān)閉電機電源時,，電機可自由旋轉(zhuǎn),。這種情況下,，手動移動負荷,，如手動打開或關(guān)閉電源線，可能會導致產(chǎn)生較大的反電動勢,，從而損壞電子器件,。針對行李箱控制模塊應(yīng)用的 DRV8714-Q1 和 DRV8718-Q1，集成了斷電制動功能,。此功能可測量產(chǎn)生的電壓并將電子制動應(yīng)用于電機,。此功能可阻止電機旋轉(zhuǎn)，從而停止產(chǎn)生電流,。
診斷與保護
控制電機時,，必須檢測電路故障并保護系統(tǒng)遠離這些故障。BDC 和 BLDC 柵極驅(qū)動集成了診斷電路以檢測開路和短路,。此外,，我們還提供某些集成電路的故障模式分布和管腳故障模式分析信息，以在需要時輔助功能安全設(shè)計,。
在車身應(yīng)用中實施控制模塊
表 1 將產(chǎn)品對應(yīng)到這些應(yīng)用中使用的電機,。
表 1：適用于車身電機應(yīng)用的一系列產(chǎn)品