‌MCT8316A 高速度无传感器梯形控制集成FET BLDC驱动器总结

该MCT8316A为需要高速运行（高达 3kHz 电气）或非常快的启动时间（<50ms）的客户提供单芯片、无代码无传感器梯形解决方案，适用于峰值电流高达 8A 的 12 至 24V 无刷直流电机。该MCT8316A集成了三个 1/2H 电桥，具有 40V 绝对最大能力和极低的 R DS（开） 95 mΩ（高侧+低侧）。可调降压稳压器和LDO的电源管理功能为器件生成3.3V或5.0V电压轨，可用于为外部电路供电。
*附件：mct8316a.pdf

无传感器梯形控制可通过寄存器设置 （MCT8316AV） 或硬件引脚 （MCT8316AT） 进行高度配置，范围从电机启动行为到闭环作。MCT8316AV的寄存器设置可以在非易失性EEPROM中设置，这允许器件在配置后独立运行。该器件通过PWM输入、模拟电压、变频方波或I接收速度命令^2^C 命令。MCT8316A中集成了大量保护功能，旨在保护设备、电机和系统免受故障事件的影响。

特性

• 具有集成无传感器电机控制算法的三相BLDC电机驱动器
  • 无代码高速梯形控制
  • 支持高达 3 kHz（电频率）
  • 非常快的启动时间（<50 ms）
  • 快速减速 （<150 ms）
  • 支持 120° 或 150° 调制以提高声学性能
  • 通过正向再同步和反向驱动支持风车
  • 模拟、PWM、频率或 I^2^基于C的速度输入
  • 主动退磁以减少功率损耗
  • 可配置的电机启动和停止选项
  • 可选的闭环速度控制
  • 抗电压浪涌保护可防止过压
  • 通过 DACOUT 进行变量监控
• 4.5 至 35V 工作电压（最大 40V 绝对值）
• 高输出电流能力：8A 峰值
• 低 MOSFET 导通电阻
  • 95 mΩ R DS（开） （HS + LS） 在 T 处 一个 = 25°C
• 低功耗睡眠模式
  • V时为3μA（最大值） 虚拟机 = 24伏，T 一个 = 25°C
• 速度环路精度：3%（内部时钟）和1%（外部时钟基准）
• 灵活的设备配置选项
  • MCT8316AV：我^2^C 接口 （EEPROM）
  • MCT8316AT：基于硬件引脚的配置
• 支持高达 100kHz 的 PWM 频率，支持低电感电机
• 不需要外部电流检测电阻
• 内置 3.3V ±5%、20mA LDO 稳压器
• 内置3.3V/5V、170mA降压稳压器
• 用于禁用 （Hi-Z） 输出的专用 DRVOFF 引脚
• 用于缓解 EMI 的扩频和压摆率
• 集成保护功能套件
  • 电源欠压锁定 （UVLO）
  • 电机锁检测（5 种不同类型）
  • 过流保护 （OCP）
  • 热警告和关断 （OTW/TSD）
  • 故障状态指示引脚 （nFAULT）
  • 通过 I 进行可选故障诊断^2^C接口

参数

方框图

‌1. 产品概述‌
MCT8316A是德州仪器（TI）推出的一款高性能三相无刷直流（BLDC）电机驱动器，集成了无传感器梯形控制算法和功率FET，适用于高速（最高3kHz电气频率）和快速启动（<50ms）应用。主要特点包括：

• ‌集成驱动与控制‌：内置3个半桥驱动器，总RDS(ON)低至95mΩ（高边+低边），支持8A峰值电流。
• ‌宽电压范围‌：工作电压4.5-35V（绝对最大值40V），适用于12-24V电机系统。
• ‌灵活配置‌：提供I2C（MCT8316AV）和硬件引脚（MCT8316AT）两种配置接口，支持非易失性EEPROM存储参数。
• ‌高效电源管理‌：集成3.3V/5V降压稳压器（170mA）和LDO（20mA），可为外部电路供电。

‌2. 关键特性‌

• ‌控制算法‌：支持120°和150°调制，优化声学性能；具备动态退磁、主动同步整流（ASR）功能降低损耗。
• ‌快速启动与制动‌：启动时间<50ms，快速制动时间<150ms，支持反向驱动和同步恢复。
• ‌多种速度输入‌：支持PWM、模拟电压、频率或I2C命令控制。
• ‌保护功能‌：包括欠压锁存（UVLO）、过流保护（OCP）、电机堵转检测、热警告/关断等。

‌3. 应用领域‌

• 机器人吸尘电机、摩托车燃油泵
• 家电风扇/泵、汽车散热风扇
• 医疗CPAP鼓风机等

‌4. 封装与版本‌

• ‌封装‌：40引脚VQFN（7mm×5mm），带散热焊盘。
• ‌版本差异‌：
  • ‌MCT8316AV‌：通过I2C配置，支持实时变量监控（12位DAC输出）。
  • ‌MCT8316AT‌：硬件引脚配置，简化设计。

‌5. 功能模块‌

• ‌电源管理‌：集成Buck/LDO稳压器，支持电感或电阻模式。
• ‌驱动输出‌：可调栅极驱动速率（25-200V/µs），死区时间保护。
• ‌通信接口‌：I2C（仅MCT8316AV）用于参数配置和故障诊断。

‌6. 典型应用电路‌

• 外部需连接电机、电感/电阻（Buck稳压器）、电荷泵电容等。
• 提供布局指南和热设计建议（如RθJA=25.7°C/W）。

‌7. 文档支持‌

• 数据手册包含详细寄存器映射、电气特性及典型应用电路。
• 参考设计：EVM GUI、调谐指南等辅助工具。

‌总结‌：MCT8316A是一款高集成度、高灵活性的BLDC驱动解决方案，适用于需要高速响应和小型化设计的应用场景，通过丰富的保护功能和配置选项提升系统可靠性。