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अभिनव मोटर ड्राइव समाधान बुद्धिमान विनिर्माण को सक्षम करते हैं

29 अगस्त, 2025 समाचार — नई पीढ़ी का डुअल-चैनल मोटर ड्राइवर चिप DRV8412DDWR अपने असाधारण एकीकरण और प्रदर्शन के कारण औद्योगिक ड्राइव क्षेत्र में व्यापक ध्यान आकर्षित कर रहा है। यह चिप उन्नत पावर पैकेजिंग तकनीक का उपयोग करता है, जो 8V से 40V तक की विस्तृत वोल्टेज इनपुट रेंज का समर्थन करता है, जिसमें प्रत्येक चैनल 6A का निरंतर ड्राइव करंट और 12A तक का पीक करंट देने में सक्षम है। इसका अभिनव डुअल फुल-ब्रिज आर्किटेक्चर एक साथ दो डीसी मोटर्स या एक स्टेपर मोटर को चला सकता है, जो औद्योगिक स्वचालन, रोबोटिक्स और स्मार्ट लाइटिंग सिस्टम के लिए एक संपूर्ण ड्राइव समाधान प्रदान करता है।

I. मुख्य कार्यात्मक विशेषताएं

DRV8412DDWR कई नवीन कार्यों को एकीकृत करता है:

इसका स्मार्ट गेट ड्राइव आर्किटेक्चर 0.1V/ns से 1.5V/ns तक समायोज्य स्लीव रेट नियंत्रण का समर्थन करता है, जो विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को प्रभावी ढंग से 20dB तक कम करता है।
अंतर्निहित करंट सेंस एम्पलीफायर ±2% सटीकता के साथ वास्तविक समय में करंट की निगरानी प्रदान करता है और 500kHz तक की PWM आवृत्तियों का समर्थन करता है।
अनुकूली डेड-टाइम कंट्रोल तकनीक (50ns से 200ns तक समायोज्य) शूट-थ्रू दोषों को प्रभावी ढंग से रोकती है।
मल्टी-लेवल सुरक्षा में साइकिल-दर-साइकिल ओवरकरंट सुरक्षा (प्रतिक्रिया समय <100ns), थर्मल शटडाउन सुरक्षा (थ्रेशोल्ड +165℃), और अंडरवोल्टेज लॉकआउट सुरक्षा (टर्न-ऑन थ्रेशोल्ड 6.8V, टर्न-ऑफ थ्रेशोल्ड 6.3V) शामिल हैं।

II. तकनीकी विनिर्देश पैरामीटर

^{यह चिप थर्मल रूप से उन्नत 36-पिन HTSSOP PowerPAD™ पैकेज (9.7mm × 6.4mm × 1.2mm) को अपनाता है, जिसमें -40°C से +150°C तक का ऑपरेटिंग जंक्शन तापमान रेंज है। इसका डुअल फुल-ब्रिज आर्किटेक्चर 25mΩ (विशिष्ट मान) जितना कम ऑन-स्टेट प्रतिरोध प्रदान करता है, जिसमें शांत बिजली की खपत 5μA से कम होती है। विस्तृत पैरामीटर निम्नलिखित तालिका में दिखाए गए हैं:}

^{III. स्टेपर मोटर ड्राइव अनुप्रयोग}

^{चिप फुल-स्टेप, हाफ-स्टेप और माइक्रोस्टेपिंग सहित कई ड्राइव मोड का समर्थन करता है, जिसमें इसका सटीक करंट कंट्रोल एल्गोरिदम 256 माइक्रोस्टेप्स रिज़ॉल्यूशन को सक्षम करता है। अद्वितीय क्षय मोड कॉन्फ़िगरेशन एक बाहरी प्रतिरोधक के माध्यम से समायोज्य है, जो धीमी क्षय, तेज़ क्षय और मिश्रित क्षय मोड का समर्थन करता है। औद्योगिक स्वचालन उपकरणों में, यह सुविधा विशेष रूप से सटीक स्थिति की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है, जैसे सीएनसी मशीन टूल्स, 3डी प्रिंटर और स्वचालित निरीक्षण सिस्टम।}

^{1. स्टेपर मोटर ड्राइव अनुप्रयोग नोट्स}

^{यह आरेख एक विशिष्ट द्विध्रुवी स्टेपर मोटर ड्राइव कॉन्फ़िगरेशन को दर्शाता है। VM पिन को 24V बिजली आपूर्ति से जोड़ा जाता है और 100μF इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर और 0.1μF सिरेमिक कैपेसिटर के साथ अलग किया जाता है, जहां इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर कम-आवृत्ति शोर को दबाता है और सिरेमिक कैपेसिटर उच्च-आवृत्ति हस्तक्षेप को फ़िल्टर करता है। OUT1A/OUT1B और OUT2A/OUT2B क्रमशः स्टेपर मोटर के A-फेज और B-फेज वाइंडिंग को चलाते हुए दो फुल-ब्रिज सर्किट बनाते हैं।}

^{2. मुख्य विशेषता विवरण:}

^{256 माइक्रोस्टेप्स रिज़ॉल्यूशन तक का समर्थन करता है, जो स्टेपर मोटर की गति की सुगमता में काफी सुधार करता है।}

^{तीन क्षय मोड (धीमी क्षय, तेज़ क्षय और मिश्रित क्षय) प्रदान करता है, जो बाहरी प्रतिरोधकों के माध्यम से कॉन्फ़िगर करने योग्य हैं।}

^{अंतर्निहित अनुकूली डेड टाइम कंट्रोल (समायोज्य 50-200ns) शूट-थ्रू को प्रभावी ढंग से रोकने के लिए।}

^{±2% सटीकता के साथ वास्तविक समय में मोटर चरण करंट की निगरानी के लिए एकीकृत करंट सेंस एम्पलीफायर।}

^{3. डिज़ाइन दिशानिर्देश:}

^{बूटस्ट्रैप कैपेसिटर को 0.1μF/50V X7R डाइइलेक्ट्रिक का उपयोग करना चाहिए, जो BOOT1/BOOT2 और PHASE1/PHASE2 पिन के बीच स्थापित होता है।}

^{पावर ग्राउंड (PGND) को स्टार कनेक्शन टोपोलॉजी अपनानी चाहिए और सिग्नल ग्राउंड से शारीरिक रूप से अलग होना चाहिए।}

^{प्रत्येक मोटर चरण आउटपुट में वोल्टेज स्पाइक्स को दबाने के लिए RC स्नबर सर्किट (10Ω + 0.1μF) जोड़ें।}

^{माइक्रोस्टेपिंग रिज़ॉल्यूशन को nSLEEP पिन से जुड़े कॉन्फ़िगरेशन प्रतिरोधकों के माध्यम से सेट किया जाता है, जिसमें विशिष्ट मान डेटाशीट कॉन्फ़िगरेशन तालिका से संदर्भित होते हैं।}

^{4. सुरक्षा विशेषताएं:

चिप व्यापक सुरक्षा तंत्र प्रदान करता है, जिसमें ओवरकरंट सुरक्षा (प्रतिक्रिया समय <100ns), ओवरटेम्परेचर सुरक्षा (थ्रेशोल्ड +165°C), और अंडरवोल्टेज लॉकआउट सुरक्षा शामिल हैं। जब कोई असामान्यता का पता चलता है, तो nFAULT पिन एक निम्न-स्तरीय सिग्नल आउटपुट करता है, जिससे सिस्टम द्वारा ड्राइव स्थिति की वास्तविक समय में निगरानी सक्षम होती है।}

^{IV. लाइटिंग ड्राइव अनुप्रयोग}

^{चिप को उच्च-दक्षता वाले निरंतर करंट ड्राइव मोड में कॉन्फ़िगर किया जा सकता है, जो 500kHz तक की डिमिंग आवृत्तियों के साथ 1000:1 PWM डिमिंग अनुपात का समर्थन करता है। इसका उन्नत करंट विनियमन तंत्र एक विस्तृत वोल्टेज रेंज में ±1.5% निरंतर करंट सटीकता सुनिश्चित करता है, जो इसे औद्योगिक प्रकाश व्यवस्था, चिकित्सा उपकरण और स्टेज लाइटिंग जैसे सख्त प्रकाश गुणवत्ता आवश्यकताओं वाले अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त बनाता है। रूपांतरण दक्षता 95% से अधिक तक पहुँच जाती है, जिसमें स्टैंडबाय बिजली की खपत 50μA से कम होती है।}

^{1. लाइटिंग ड्राइव अनुप्रयोग नोट्स

यह आरेख एक डिजिटल नियंत्रक और एक ड्राइवर चिप के बीच एक सहयोगी आर्किटेक्चर का उपयोग करके एक उच्च-प्रदर्शन एलईडी लाइटिंग ड्राइव समाधान को दर्शाता है। TMS320F2802X माइक्रो कंट्रोलर PWM डिमिंग सिग्नल उत्पन्न करता है और डिजिटल क्लोज-लूप कंट्रोल को लागू करता है, जबकि DRV8412 चिप कुशल पावर रूपांतरण प्रदान करता है।}

^2.^{मुख्य नियंत्रण विशेषताएं:}

^{0.1% से 100% तक की डिमिंग रेंज के साथ डुअल-मोड एनालॉग और PWM डिमिंग का समर्थन करता है}

^{100kHz से 2.2MHz तक प्रोग्रामेबल स्विचिंग आवृत्ति के साथ निरंतर ऑफ-टाइम (COT) कंट्रोल आर्किटेक्चर का उपयोग करता है}

^{आउटपुट वोल्टेज और करंट सिग्नल के वास्तविक समय में नमूने के लिए एक 16-बिट उच्च-रिज़ॉल्यूशन ADC को एकीकृत करता है}

^{1ms से 10ms तक कॉन्फ़िगर करने योग्य स्टार्टअप समय के साथ सॉफ्ट-स्टार्ट कार्यक्षमता की सुविधाएँ}

^{3. लाइटिंग ड्राइव के लिए मुख्य प्रदर्शन पैरामीटर}

^{ध्यान दें:}

^{जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी पैरामीटर 25°C परिवेश तापमान पर विशिष्ट ऑपरेटिंग स्थितियों पर आधारित होते हैं}
^{PWM डिमिंग अनुपात: 1000:1 (न्यूनतम)}
^{ऑपरेटिंग तापमान रेंज: -40°C से +125°C}
^{सुरक्षा विशेषताएं: ओवरकरंट, ओवरवोल्टेज, ओवरटेम्परेचर, ओपन-सर्किट और शॉर्ट-सर्किट सुरक्षा}

^4.^{सुरक्षा विशेषताएं:}

^{ओवरकरंट सुरक्षा: साइकिल-दर-साइकिल करंट सीमित करना प्रतिक्रिया समय <500ns}

^{ओवरवोल्टेज सुरक्षा: समायोज्य थ्रेशोल्ड (40-60V) के साथ आउटपुट ओवरवोल्टेज लैच सुरक्षा}

^{ओवरटेम्परेचर सुरक्षा: थर्मल शटडाउन थ्रेशोल्ड +150℃ ऑटो-रिकवरी फ़ंक्शन के साथ}

^{ओपन/शॉर्ट सर्किट सुरक्षा: स्वचालित पहचान और सुरक्षित मोड में प्रवेश}

^{5. डिज़ाइन दिशानिर्देश:}

^{करंट सेंस प्रतिरोधकों को 5mΩ/1W सटीक नमूनाकरण प्रतिरोधकों का उपयोग करना चाहिए और चिप के CS पिन के जितना संभव हो उतना करीब रखा जाना चाहिए।}

^{आउटपुट चरण को आउटपुट रिपल सुनिश्चित करने के लिए 10μF सिरेमिक कैपेसिटर के समानांतर में 100μF ठोस कैपेसिटर की आवश्यकता होती है <50mV.}

^{थर्मल प्रबंधन के लिए, 2oz तांबे की मोटाई वाले पीसीबी का उपयोग करें और चिप के नीचे 4×4 थर्मल वाया एरे जोड़ें।}

^{उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए, अधिक सटीक थर्मल प्रबंधन के लिए बाहरी तापमान सेंसर जोड़ने की सिफारिश की जाती है।}

V. सर्किट डिज़ाइन विनिर्देश

^{पावर इनपुट को 10μF सिरेमिक कैपेसिटर के समानांतर में 100μF इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर की आवश्यकता होती है, जबकि बूटस्ट्रैप कैपेसिटर को 0.1μF/50V X7R डाइइलेक्ट्रिक का उपयोग करना चाहिए। करंट सेंस रेसिस्टर एक 1Ω/1W सटीक घटक होना चाहिए, जिसमें पावर ग्राउंड ट्रेस कम से कम 2mm की चौड़ाई बनाए रखते हैं। सभी उच्च-करंट पथों को 2mm से कम चौड़ाई वाले तांबे के ट्रेस का उपयोग करना चाहिए, जो परजीवी इंडक्शन को कम करता है। बूटस्ट्रैप कैपेसिटर को चिप पिन से 5mm के भीतर रखा जाना चाहिए। चिप के नीचे PowerPAD को PCB थर्मल कनेक्शन के लिए 9×9 थर्मल वाया एरे (0.3mm व्यास, 1.2mm पिच) की आवश्यकता होती है।}

^{1. योजनाबद्ध डिज़ाइन विवरण: पावर मैनेजमेंट डिज़ाइन

यह सर्किट मल्टी-लेयर बोर्ड डिज़ाइन को अपनाता है, जिसमें VDD पावर इनपुट को 0.1μF सिरेमिक डीकप्लिंग कैपेसिटर (C13, C14, आदि) के साथ कॉन्फ़िगर किया गया है। सभी डीकप्लिंग कैपेसिटर को X7R डाइइलेक्ट्रिक का उपयोग करना चाहिए जिसमें कैपेसिटेंस टॉलरेंस ±10% से अधिक न हो। पावर नेटवर्क एक स्टार टोपोलॉजी को नियोजित करता है, जिसमें डिजिटल और एनालॉग बिजली आपूर्ति फेराइट बीड्स के माध्यम से अलग की जाती है (अनुशंसित विनिर्देश: 600Ω@100MHz)। डीकप्लिंग कैपेसिटर के लिए प्रत्येक पावर पिन के सापेक्ष लेआउट दूरी ESL प्रभावों को कम करने के लिए 3mm से अधिक नहीं होनी चाहिए।}

^{2. सिग्नल इंटीग्रिटी डिज़ाइन

उच्च गति वाले सिग्नल लाइनों को 50Ω विशेषता प्रतिबाधा नियंत्रण की आवश्यकता होती है जिसमें विभेदक जोड़ी ट्रेस चौड़ाई/अंतर 4mil/5mil पर सेट होता है। सभी महत्वपूर्ण सिग्नल लाइनों को 5mil टॉलरेंस के भीतर लंबाई मिलान बनाए रखना चाहिए, और क्लॉक सिग्नल को ग्राउंड ट्रेस के साथ परिरक्षित किया जाना चाहिए। प्रतिबिंबों को प्रभावी ढंग से दबाने के लिए सिग्नल लाइन एंडपॉइंट पर 33Ω श्रृंखला समाप्ति प्रतिरोधक जोड़ने की सिफारिश की जाती है। शोर युग्मन को रोकने के लिए एनालॉग और डिजिटल सिग्नल क्षेत्रों को अलगाव खाइयों द्वारा अलग किया जाना चाहिए।}

^{3. परीक्षण बिंदु:}

^{मानक 1mm परीक्षण बिंदु प्रदान किए जाएंगे, जिसमें प्रमुख सिग्नल परीक्षण बिंदु रिक्ति ≥2mm होगी।}

^{पावर परीक्षण बिंदु डेज़ी-चेन संरचनाओं (ग्राउंड परीक्षण बिंदुओं के साथ युग्मित) का उपयोग करेंगे।}

^{उच्च गति वाले सिग्नल परीक्षण बिंदुओं में ESD सुरक्षा शामिल होगी।}

^{4. पीसीबी लेआउट:}

^{घटकों को सिग्नल प्रवाह दिशा के अनुसार व्यवस्थित किया जाएगा जिसमें उच्च गति वाले उपकरणों को कनेक्टर्स के पास रखा जाएगा, डीकप्लिंग कैपेसिटर को सबसे छोटे से सबसे बड़े (सबसे छोटा मान पावर पिन के सबसे करीब) तक कैपेसिटेंस मान से छांटा जाएगा, और क्रिस्टल ऑसिलेटर को गर्मी स्रोतों से दूर रखा जाएगा जिसमें गार्ड रिंग और न्यूनतम घटक रिक्ति 0.3mm होगी।}

^{5. घटक चयन:}

^{डीकप्लिंग कैपेसिटर को 0402 पैकेज X7R डाइइलेक्ट्रिक (16V रेटेड वोल्टेज) का उपयोग करना चाहिए, प्रतिरोधकों को 01005 पैकेज (±1% टॉलरेंस, ±100ppm/℃ तापमान बहाव) को नियोजित करना चाहिए, फेराइट बीड्स में DC प्रतिरोध ≤0.5Ω होना चाहिए जिसमें करंट रेटिंग ≥500mA हो, और कनेक्टर्स को सतह-माउंट प्रकार का होना चाहिए जिसमें सोने की परत की मोटाई ≥0.8μm हो।}

^{6. उत्पादन विनिर्देश:}

^{IPC-A-610 क्लास 2 मानकों का अनुपालन जिसमें पैड को घटक लीड से 0.2mm अधिक होने की आवश्यकता होती है, लीड-फ्री HASL (टिन मोटाई 1-3μm) का उपयोग, V-CUT प्रक्रिया के साथ पैनलकरण (5mm टूलिंग एज आरक्षित), और घटक जानकारी और ध्रुवता अभिविन्यास का स्पष्ट सिल्कस्क्रीन लेबलिंग।}

^{VI. बाजार अनुप्रयोग संभावनाएं}

^{चिप का उच्च स्तर का एकीकरण बाहरी घटकों की संख्या को काफी कम कर देता है, जिससे समाधान का आकार 50% तक कम हो जाता है। उद्योग 4.0 और स्मार्ट विनिर्माण की निरंतर प्रगति के साथ, ऐसे उच्च-प्रदर्शन मोटर ड्राइवरों की बाजार मांग में 20% की वार्षिक वृद्धि दर बनाए रखने की उम्मीद है, जो उपभोक्ता-ग्रेड रोबोटिक्स और पोर्टेबल चिकित्सा उपकरणों में महत्वपूर्ण अनुप्रयोग मूल्य रखता है। 40°C के परिवेश तापमान के तहत, पूर्ण-लोड संचालन को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि चिप जंक्शन तापमान 125°C से अधिक न हो, और दीर्घकालिक विश्वसनीयता की गारंटी के लिए चिप के शीर्ष पर एक हीटसिंक स्थापित करने की सिफारिश की जाती है।}

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