“本文介紹了使用高電壓GreenPAK的一個特定示例，描述了針對特定電機和電池組的集成設(shè)計定制方法。這是一種非常靈活的電機控制解決方案，采用可配置的內(nèi)部邏輯，可滿足設(shè)計人員的需求。而且將電機驅(qū)動器集成進GreenPAK中，可以將整個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驅(qū)動器設(shè)計方案，具有動態(tài)過流檢測功能，可以適應(yīng)供電電壓和負載的變化。

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個月，最長可達一年。電池壽命的長短取決于所使用的無線技術(shù)（Wi-Fi、藍牙、ZigBee）以及智能鎖鎖定和解鎖的頻率。

在本設(shè)計示例中，電機由四節(jié)AA電池供電。

智能鎖制造商采用各種機制來檢測鎖舌打開或關(guān)閉的完成情況：如限位開關(guān)、固定在軸上的加速度計、霍爾傳感器和固定在齒輪上的磁鐵等。除電機驅(qū)動器IC外，它們都需要相關(guān)外部組件。

有一種鎖舌位置檢測方案不需要額外組件，它可以測量電機電流，當鎖舌鎖定時關(guān)閉電機，同時電機電流上升到預(yù)定閾值（參見圖1）。不過該方案必須根據(jù)特定的供電電壓（通常是充滿電的電池）來確定閾值。

圖1：電機電流波形

可以對該設(shè)計進行一些改進，測量每個電機的均方根（RMS）電流，并設(shè)置不同的電流水平，以補償對比電池電壓（參見圖2）。本文將介紹采用這種設(shè)計方法時如何配置高壓GreenPAK IC。

圖2：帶補償?shù)碾姍C電流波形

操作步驟及工作原理

1. 工作原理

該設(shè)計的操作共分為三個部分，如圖3所示：

電機失速檢查：啟動電機100 ms后，如果電機電流過高，驅(qū)動器將關(guān)閉機械裝置并測量電機電流。

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

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

圖3: 設(shè)計操作

2. HV GreenPAK設(shè)計

圖4：HV GreenPAK設(shè)計

電流CMP的注冊表文件（RegFile）用于測量電機電流。它有16個值，從高到低切換（請參見圖5）。

圖5：注冊表文件數(shù)據(jù)

250 ms之后，將注冊表文件切換兩個值以設(shè)置一個新的電流水平，如圖6所示。當電機電流增加到該新的電流水平時，電機關(guān)閉（請參見圖7）。

圖6：使用注冊表文件

圖7：電機關(guān)閉操作

對于不同的供電電壓和負載，電機電流將不同。電機電流越高，“電機關(guān)閉水平”也越高。

應(yīng)用電路

圖8：典型應(yīng)用電路圖

PIN#2電機開啟–上升沿啟動電機。

PIN#3電機方向–電機方向旋轉(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。

電機測試

表1：電機參數(shù)

當電源電壓為6.0 V時，電機啟動電流約為2 A，200 mS后下降至標稱值，該值取決于電源電壓（見圖9至12）。

圖9：3.6 V電源電壓時的電機啟動電流波形

圖10：3.6 V電源電壓時的電機空載電流

圖11：6.0 V電源電壓時的電機啟動電流波形

圖12：6.0 V電源電壓時的電機空載電流

運行波形的設(shè)計

正常操作

電源電壓：6.0V。

電機RMS電流：170 mA。

電機關(guān)閉電流：620 mA。

圖13：6.0 V電源電壓時的電機空載電流

電源電壓：3.6V。

電機RMS電流：127 mA。

電機關(guān)閉電流：460 mA。

圖14：3.6 V電源電壓時的電機空載電流

電源電壓：3.0V。

電機RMS電流：310 mA。

電機關(guān)閉電流：670 mA。

圖15：3.0 V電源電壓時的電機負載電流

啟動時電機失速

電機失速檢測時間為100毫秒。如果啟動后的100毫秒內(nèi)電機電流過高，則電機將自動關(guān)閉。

圖16：3.6 V至6.0 V電源電壓時的失速電機電流

結(jié)論

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

設(shè)計人員可以根據(jù)電機電流或電源電壓的變化調(diào)整電路。GreenPAK還允許設(shè)計恒流和恒壓電機驅(qū)動器，并提供嵌入式保護功能，如過流保護、欠壓保護和過溫保護等。

（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/

責任編輯：xj

原文標題：集成動態(tài)過流檢測的智能鎖電機驅(qū)動器設(shè)計方案

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