設計師們并沒有在尋求升級和簡化生活標準的過程中擱置他們的槳。鎖定門并使其無縫的藝術通過其新產品引起了 GreenPAK 的注意。歡迎來到新產品的內部工作。

本文介紹了一個集成電路項目，將 (IC) 設計配置為集成智能鎖電機驅動器，該驅動器具有動態過流檢測功能，可適應不同的電源電壓和負載。

目前，大多數智能鎖使用電池供電。電池壽命通常約為六 (6) 個月，最長可達一年。這段時間的長短取決于所使用的無線技術(Wi-Fi、藍牙、ZigBee)以及門鎖和解鎖的頻率。如設計示例中所部署的，電機由四節 AA 電池供電。

智能鎖制造商使用不同的機制來檢測鎖舌打開或關閉的完成情況：限位開關、固定在軸上的加速度計、霍爾傳感器和設置在齒輪上的磁鐵等。它們都需要相關的外部組件以及電機驅動器我知道了。

門栓位置檢測方案之一是測量電機電流，并在門栓鎖定時關閉電機，同時電機電流增加到定義的閾值(參見圖 1)。此方法不需要額外的組件。但是，門檻必須相對于特定的電源電壓來確定，通常是充滿電的電池。

圖 1：電機電流波形

對設計的改進是測量每個電機的均方根 (RMS) 電流并設置不同的電流水平以補償對比電池電壓(參見圖 2)。本文介紹了如何為這種設計方法配置高壓 GreenPAK? IC。

圖 2：帶補償的電機電流波形

建設及經營原則

工作原理

該設計的行為分為三個部分，如圖 3 所示：

電機堵轉檢測：如果電機啟動 100 ms 后電機電流過高，驅動器關閉機構，測量電機電流。

電流水平設置：電流 CMP Vref 取決于電機電流(設置高于測量值)。

過流等待：如果在此期間電機電流高于所選值，則電機將關閉。

圖 3：設計操作

HV PAK 設計

堵轉電機保護

關閉電機的電流電平設置

Vref 變化

帶過濾器的當前 CMP

圖 4：HV PAK 設計

電流 CMP 的 RegFile 用于測量電機電流。有 16 個值，從高到低切換(見圖 5)。

圖 5：RegFile 數據

250 ms 后，寄存器文件切換兩個值以設置新的電流水平，如圖 6 所示。當電機電流增加到這個新的電流水平時，該機制將關閉(參見圖 7)。

圖 6：RegFile 使用

圖 7：電機關閉操作

對于不同的電源電壓和負載，電機電流會有所不同。對于更高的電機電流，“電機關閉級別”將變得更高。

應用電路

圖 8：典型應用電路

PIN#2 電機開啟 – 上升沿開啟電機。

PIN#3 電機方向 - 電機方向旋轉：高 - 正轉，低 - 反轉。

VDD 范圍：2.3 V – 5.5 V。

VDD2 范圍：3.6 V – 6.0 V。

電機測試

表 1：電機參數

電源 6.0 V 時電機啟動電流約為 2 A，并在 200 mS 后降至標稱值，具體取決于電源電壓(見圖 9-12)。

圖 9：電機啟動電流波形，電源 3.6 V

圖 10：電機空載電流，電源 3.6 V

圖 11：電機啟動電流波形，電源 6.0 V

圖 12：電機空載電流，電源 6.0 V

設計操作波形

普通手術

電源：6.0 V。

電機 RMS 電流：170 mA。

電機關閉電流：620 mA。

圖 13：空載電機，電源 6.0 V

電源：3.6 V。

電機 RMS 電流：127 mA。

電機關閉電流：460 mA。

圖 14：空載電機，電源 3.6 V

電源：3.0 V。

電機 RMS 電流：310 mA。

電機關閉電流：670 mA。

圖 15：負載電機，電源 3.0 V

啟動時停轉的電機

電機失速檢測時間為 100 ms。如果在啟動后 100 毫秒內電機電流很高，發動機將自動關閉。

圖 16：電機停轉，電源 3.6 V – 6.0 V

結論

本文說明了一個使用高壓 GreenPAK 的具體示例。它描述了針對特定電機和電池組的集成電路定制。這是一個非常靈活的電機控制解決方案，使用可配置的內部邏輯，支持設計人員的偏好。在 GreenPAK 中集成電機驅動器意味著整個電路可以裝入很小的物理空間。

當電機電流或電源電壓發生變化時，設計人員可以定制電路。GreenPAK 還允許設計具有嵌入式保護功能(如過流、欠壓、過溫等)的恒流和穩定電壓電機驅動器。

　　審核編輯：湯梓紅