ZHCABM0A February 2019 – April 2022 DRV8242-Q1 , DRV8243-Q1 , DRV8244-Q1 , DRV8245-Q1 , DRV8343-Q1 , DRV8702-Q1 , DRV8702D-Q1 , DRV8703-Q1 , DRV8703D-Q1 , DRV8803 , DRV8804 , DRV8805 , DRV8806 , DRV8860 , DRV8873 , DRV8873-Q1 , DRV8874 , DRV8874-Q1 , DRV8876 , DRV8876-Q1 , DRV8935 , DRV8955
利用電流控制來驅動螺線管需要兩點:電流傳感和電流調節。電流控制的優勢在于能夠提高整個溫度范圍內的效率和可靠性。當螺線管或繼電器線圈因 I2R 損耗而變熱或被其環境加熱時,線圈電阻會增加。借助電流傳感反饋,即使電阻發生變化,也可以監測和調整電流以產生恒定的力。
第二個優勢在于,它可以針對高于額定電源電壓的情況,提供一些保護措施。螺線管具有額定電壓,因為螺線管可能會被流過線圈的過量電流毀壞,在以較高電壓驅動時會發生這種情況。該問題可以通過電流傳感反饋來解決,無論電源電壓高低,均控制流過螺線管的電流。這樣一來,便可以在多個產品上重復使用一種螺線管驅動器設計。
有兩種方法可以從電機驅動器 IC 向微控制器提供負載電流反饋。一種方法是使用與負載直線連接的外部檢測電阻,或者安裝在高側或低側的檢測電阻,從電流分流放大器提供。另一種方法是電流鏡,其為引腳輸出提供與負載電流成正比的電流,無需外部檢測電阻。這種比例電流輸出方法適用于具有集成 MOSFET 的電機驅動器 IC。此處通常存在一個限制,對于給定的集成電機驅動器 IC,高側和低側檢測輸出可能并不總是可用。
為了調節電流以及為大多數螺線管通電和斷電,需要峰值-保持驅動。下述圖 3-1 顯示了該預期峰值-保持電流的示例。
充電電流會被吸入或驅動進入螺線管內,稱為峰值電流。螺線管中的電流將會爬升至峰值,此時磁場會將柱塞壓入彈簧。為了將螺線管保持在該位置,電流仍必須被吸入或驅動進入螺線管中。這稱為保持電流。然而,該電流遠遠低于峰值電流。為了進一步最大程度地減少在保持階段通過螺線管的功率損耗,可以調節保持電流。
正如脈寬調制 (PWM) 用于驅動其他類型的電機一樣,該電流也可用于驅動螺線管。通過改變占空比,PWM 可用于在不同時間將螺線管的電流調節到不同水平。這使用戶能夠驅動更長或最大的占空比,以便在螺線管內拉入,然后用較短的占空比將其保持原位,從而優化功耗。圖 3-2 顯示了 PWM 實現的電流和電壓驅動輸出。
圖 3-2 使用 PWM 的螺線管電壓和電流輸出由于線圈中的電流較低,這可以降低螺線管解決方案的功耗。如果不降低驅動電流,功率耗散將會使螺線管進一步升溫。隨著溫度的升高,螺線管的初始電阻也將增加,它們都可能會導致意外停止驅動或無法驅動螺線管。請注意,在上面的屏幕截圖中,釋放或停止驅動時間大約為 10ms。