“本文介紹了使用高電壓GreenPAK的一個(gè)特定示例，描述了針對(duì)特定電機(jī)和電池組的集成設(shè)計(jì)定制方法。這是一種非常靈活的電機(jī)控制解決方案，采用可配置的內(nèi)部邏輯，可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)人員的需求。而且將電機(jī)驅(qū)動(dòng)器集成進(jìn)GreenPAK中，可以將整個(gè)電路放入很小的物理空間。

本文介紹了一種集成的智能鎖電機(jī)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)方案，具有動(dòng)態(tài)過(guò)流檢測(cè)功能，可以適應(yīng)供電電壓和負(fù)載的變化。

大多數(shù)智能鎖目前都采用電池供電，電池壽命通常約為6個(gè)月，最長(zhǎng)可達(dá)一年。電池壽命的長(zhǎng)短取決于所使用的無(wú)線(xiàn)技術(shù)（Wi-Fi、藍(lán)牙、ZigBee）以及智能鎖鎖定和解鎖的頻率。

在本設(shè)計(jì)示例中，電機(jī)由四節(jié)AA電池供電。

智能鎖制造商采用各種機(jī)制來(lái)檢測(cè)鎖舌打開(kāi)或關(guān)閉的完成情況：如限位開(kāi)關(guān)、固定在軸上的加速度計(jì)、霍爾傳感器和固定在齒輪上的磁鐵等。除電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC外，它們都需要相關(guān)外部組件。

有一種鎖舌位置檢測(cè)方案不需要額外組件，它可以測(cè)量電機(jī)電流，當(dāng)鎖舌鎖定時(shí)關(guān)閉電機(jī)，同時(shí)電機(jī)電流上升到預(yù)定閾值（參見(jiàn)圖1）。不過(guò)該方案必須根據(jù)特定的供電電壓（通常是充滿(mǎn)電的電池）來(lái)確定閾值。

圖1：電機(jī)電流波形

可以對(duì)該設(shè)計(jì)進(jìn)行一些改進(jìn)，測(cè)量每個(gè)電機(jī)的均方根（RMS）電流，并設(shè)置不同的電流水平，以補(bǔ)償對(duì)比電池電壓（參見(jiàn)圖2）。本文將介紹采用這種設(shè)計(jì)方法時(shí)如何配置高壓GreenPAK IC。

圖2：帶補(bǔ)償?shù)碾姍C(jī)電流波形

操作步驟及工作原理

1. 工作原理

該設(shè)計(jì)的操作共分為三個(gè)部分，如圖3所示：

電機(jī)失速檢查：?jiǎn)?dòng)電機(jī)100 ms后，如果電機(jī)電流過(guò)高，驅(qū)動(dòng)器將關(guān)閉機(jī)械裝置并測(cè)量電機(jī)電流。

電流水平設(shè)置：電流CMP Vref取決于電機(jī)電流（設(shè)置為高于測(cè)量值）。

過(guò)流等待：如果在此期間電機(jī)電流大于設(shè)定值，電機(jī)則將關(guān)閉。

圖3: 設(shè)計(jì)操作

2. HV GreenPAK設(shè)計(jì)

圖4：HV GreenPAK設(shè)計(jì)

電流CMP的注冊(cè)表文件（RegFile）用于測(cè)量電機(jī)電流。它有16個(gè)值，從高到低切換（請(qǐng)參見(jiàn)圖5）。

圖5：注冊(cè)表文件數(shù)據(jù)

250 ms之后，將注冊(cè)表文件切換兩個(gè)值以設(shè)置一個(gè)新的電流水平，如圖6所示。當(dāng)電機(jī)電流增加到該新的電流水平時(shí)，電機(jī)關(guān)閉（請(qǐng)參見(jiàn)圖7）。

圖6：使用注冊(cè)表文件

圖7：電機(jī)關(guān)閉操作

對(duì)于不同的供電電壓和負(fù)載，電機(jī)電流將不同。電機(jī)電流越高，“電機(jī)關(guān)閉水平”也越高。

應(yīng)用電路

圖8：典型應(yīng)用電路圖

PIN#2電機(jī)開(kāi)啟–上升沿啟動(dòng)電機(jī)。

PIN#3電機(jī)方向–電機(jī)方向旋轉(zhuǎn)：高電平–正向旋轉(zhuǎn)，低電平–反向旋轉(zhuǎn)。

VDD范圍：2.3 V 至5.5V。

VDD2范圍：3.6 V 至 6.0V。

電機(jī)測(cè)試

表1：電機(jī)參數(shù)

當(dāng)電源電壓為6.0 V時(shí)，電機(jī)啟動(dòng)電流約為2 A，200 mS后下降至標(biāo)稱(chēng)值，該值取決于電源電壓（見(jiàn)圖9至12）。

圖9：3.6 V電源電壓時(shí)的電機(jī)啟動(dòng)電流波形

圖10：3.6 V電源電壓時(shí)的電機(jī)空載電流

圖11：6.0 V電源電壓時(shí)的電機(jī)啟動(dòng)電流波形

圖12：6.0 V電源電壓時(shí)的電機(jī)空載電流

運(yùn)行波形的設(shè)計(jì)

正常操作

電源電壓：6.0V。

電機(jī)RMS電流：170 mA。

電機(jī)關(guān)閉電流：620 mA。

圖13：6.0 V電源電壓時(shí)的電機(jī)空載電流

電源電壓：3.6V。

電機(jī)RMS電流：127 mA。

電機(jī)關(guān)閉電流：460 mA。

圖14：3.6 V電源電壓時(shí)的電機(jī)空載電流

電源電壓：3.0V。

電機(jī)RMS電流：310 mA。

電機(jī)關(guān)閉電流：670 mA。

圖15：3.0 V電源電壓時(shí)的電機(jī)負(fù)載電流

啟動(dòng)時(shí)電機(jī)失速

電機(jī)失速檢測(cè)時(shí)間為100毫秒。如果啟動(dòng)后的100毫秒內(nèi)電機(jī)電流過(guò)高，則電機(jī)將自動(dòng)關(guān)閉。

圖16：3.6 V至6.0 V電源電壓時(shí)的失速電機(jī)電流

結(jié)論

本文介紹了使用高電壓GreenPAK的一個(gè)特定示例，描述了針對(duì)特定電機(jī)和電池組的集成設(shè)計(jì)定制方法。這是一種非常靈活的電機(jī)控制解決方案，采用可配置的內(nèi)部邏輯，可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)人員的需求。而且將電機(jī)驅(qū)動(dòng)器集成進(jìn)GreenPAK中，可以將整個(gè)電路放入很小的物理空間。

設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)電機(jī)電流或電源電壓的變化調(diào)整電路。GreenPAK還允許設(shè)計(jì)恒流和恒壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，并提供嵌入式保護(hù)功能，如過(guò)流保護(hù)、欠壓保護(hù)和過(guò)溫保護(hù)等。

（參考原文：Integrated Smart Lock Motor Driver with Dynamic Overcurrent Detection）

https://www.powerelectronicsnews.com/integrated-smart-lock-motor-driver-with-dynamic-overcurrent-detection/

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：集成動(dòng)態(tài)過(guò)流檢測(cè)的智能鎖電機(jī)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)方案

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