智能锁电机驱动器中的电池放电奖励

设计师们并没有在寻求升级和简化生活标准的过程中搁置他们的桨。锁定门并使其无缝的艺术通过其新产品引起了 GreenPAK 的注意。欢迎来到新产品的内部工作。

本文介绍了一个集成电路项目，将 (IC) 设计配置为集成智能锁电机驱动器，该驱动器具有动态过流检测功能，可适应不同的电源电压和负载。

目前，大多数智能锁使用电池供电。电池寿命通常约为六 (6) 个月，最长可达一年。这段时间的长短取决于所使用的无线技术(Wi-Fi、蓝牙、ZigBee)以及门锁和解锁的频率。如设计示例中所部署的，电机由四节 AA 电池供电。

智能锁制造商使用不同的机制来检测锁舌打开或关闭的完成情况：限位开关、固定在轴上的加速度计、霍尔传感器和设置在齿轮上的磁铁等。它们都需要相关的外部组件以及电机驱动器我知道了。

门栓位置检测方案之一是测量电机电流，并在门栓锁定时关闭电机，同时电机电流增加到定义的阈值(参见图 1)。此方法不需要额外的组件。但是，门槛必须相对于特定的电源电压来确定，通常是充满电的电池。

图 1：电机电流波形

对设计的改进是测量每个电机的均方根 (RMS) 电流并设置不同的电流水平以补偿对比电池电压(参见图 2)。本文介绍了如何为这种设计方法配置高压 GreenPAK™ IC。

图 2：带补偿的电机电流波形

建设及经营原则

工作原理

该设计的行为分为三个部分，如图 3 所示：

电机堵转检测：如果电机启动 100 ms 后电机电流过高，驱动器关闭机构，测量电机电流。

电流水平设置：电流 CMP Vref 取决于电机电流(设置高于测量值)。

过流等待：如果在此期间电机电流高于所选值，则电机将关闭。

图 3：设计操作

HV PAK 设计

堵转电机保护

关闭电机的电流电平设置

Vref 变化

带过滤器的当前 CMP

图 4：HV PAK 设计

电流 CMP 的 RegFile 用于测量电机电流。有 16 个值，从高到低切换(见图 5)。

图 5：RegFile 数据

250 ms 后，寄存器文件切换两个值以设置新的电流水平，如图 6 所示。当电机电流增加到这个新的电流水平时，该机制将关闭(参见图 7)。

图 6：RegFile 使用

图 7：电机关闭操作

对于不同的电源电压和负载，电机电流会有所不同。对于更高的电机电流，“电机关闭级别”将变得更高。

应用电路

图 8：典型应用电路

PIN#2 电机开启 – 上升沿开启电机。

PIN#3 电机方向 - 电机方向旋转：高 - 正转，低 - 反转。

VDD 范围：2.3 V – 5.5 V。

VDD2 范围：3.6 V – 6.0 V。

电机测试

表 1：电机参数

电源 6.0 V 时电机启动电流约为 2 A，并在 200 mS 后降至标称值，具体取决于电源电压(见图 9-12)。

图 9：电机启动电流波形，电源 3.6 V

图 10：电机空载电流，电源 3.6 V

图 11：电机启动电流波形，电源 6.0 V

图 12：电机空载电流，电源 6.0 V

设计操作波形

普通手术

电源：6.0 V。

电机 RMS 电流：170 mA。

电机关闭电流：620 mA。

图 13：空载电机，电源 6.0 V

电源：3.6 V。

电机 RMS 电流：127 mA。

电机关闭电流：460 mA。

图 14：空载电机，电源 3.6 V

电源：3.0 V。

电机 RMS 电流：310 mA。

电机关闭电流：670 mA。

图 15：负载电机，电源 3.0 V

启动时停转的电机

电机失速检测时间为 100 ms。如果在启动后 100 毫秒内电机电流很高，发动机将自动关闭。

图 16：电机停转，电源 3.6 V – 6.0 V

结论

本文说明了一个使用高压 GreenPAK 的具体示例。它描述了针对特定电机和电池组的集成电路定制。这是一个非常灵活的电机控制解决方案，使用可配置的内部逻辑，支持设计人员的偏好。在 GreenPAK 中集成电机驱动器意味着整个电路可以装入很小的物理空间。

当电机电流或电源电压发生变化时，设计人员可以定制电路。GreenPAK 还允许设计具有嵌入式保护功能(如过流、欠压、过温等)的恒流和稳定电压电机驱动器。

　　审核编辑：汤梓红