راه حل های نوآورانه موتور محرک تولید هوشمند را تقویت می کنند

  29 آگوست 2025 اخبار — تراشه درایور موتور دو کاناله نسل جدید DRV8412DDWR به دلیل یکپارچگی و عملکرد استثنایی خود، توجه گسترده ای را در بخش درایو صنعتی به خود جلب می کند. این تراشه از فناوری بسته بندی پیشرفته قدرت استفاده می کند و از محدوده ولتاژ ورودی وسیعی از 8 ولت تا 40 ولت پشتیبانی می کند، به طوری که هر کانال قادر به ارائه جریان درایو پیوسته 6 آمپر و جریان پیک تا 12 آمپر است. معماری نوآورانه پل کامل دوگانه آن می تواند همزمان دو موتور DC یا یک موتور پله ای را هدایت کند و یک راه حل درایو کامل برای اتوماسیون صنعتی، رباتیک و سیستم های روشنایی هوشمند ارائه می دهد.

DRV8412DDWR چندین عملکرد نوآورانه را ادغام می کند:

• معماری درایو گیت هوشمند آن از کنترل نرخ چرخش قابل تنظیم از 0.1 ولت بر نانوثانیه تا 1.5 ولت بر نانوثانیه پشتیبانی می کند و به طور موثر تداخل الکترومغناطیسی را 20 دسی بل کاهش می دهد.
• تقویت کننده حسگر جریان داخلی، نظارت بر جریان در زمان واقعی را با دقت ±2٪ فراهم می کند و از فرکانس های PWM تا 500 کیلوهرتز پشتیبانی می کند.
• فناوری کنترل زمان مرده تطبیقی (قابل تنظیم از 50 نانوثانیه تا 200 نانوثانیه) به طور موثر از خطاهای شوت-ترو جلوگیری می کند.
• محافظت چند سطحی شامل حفاظت از جریان بیش از حد چرخه به چرخه (زمان پاسخ <100ns)، حفاظت از خاموش شدن حرارتی (آستانه +165℃) و حفاظت از قفل ولتاژ کم (آستانه روشن 6.8 ولت، آستانه خاموش 6.3 ولت) است.

^{این تراشه از یک پکیج HTSSOP PowerPAD™ با 36 پین (9.7 میلی متر × 6.4 میلی متر × 1.2 میلی متر) با افزایش حرارتی استفاده می کند که دارای محدوده دمای اتصال عملیاتی از -40 درجه سانتیگراد تا +150 درجه سانتیگراد است. معماری پل کامل دوگانه آن دارای مقاومت در حالت روشن به اندازه 25mΩ (مقدار معمولی) است که مصرف برق ساکن آن کمتر از 5μA است. پارامترهای دقیق در جدول زیر نشان داده شده است:}

^{این تراشه از چندین حالت درایو از جمله گام کامل، نیم گام و میکرو استپینگ پشتیبانی می کند، که الگوریتم کنترل جریان دقیق آن، وضوح 256 میکرو استپ را امکان پذیر می کند. پیکربندی حالت پوسیدگی منحصر به فرد از طریق یک مقاومت خارجی قابل تنظیم است و از حالت های پوسیدگی آهسته، پوسیدگی سریع و پوسیدگی ترکیبی پشتیبانی می کند. در تجهیزات اتوماسیون صنعتی، این ویژگی به ویژه برای کاربردهایی که نیاز به موقعیت یابی دقیق دارند، مانند ابزارهای ماشین CNC، چاپگرهای سه بعدی و سیستم های بازرسی خودکار مناسب است.}

^{1. یادداشت های کاربردی درایو موتور پله ای}

^{این شماتیک یک پیکربندی درایو موتور پله ای دوقطبی معمولی را نشان می دهد. پین VM به منبع تغذیه 24 ولت متصل می شود و با یک خازن الکترولیتی 100μF و یک خازن سرامیکی 0.1μF جدا می شود، جایی که خازن الکترولیتی نویز فرکانس پایین را سرکوب می کند و خازن سرامیکی تداخل فرکانس بالا را فیلتر می کند. OUT1A/OUT1B و OUT2A/OUT2B دو مدار پل کامل را تشکیل می دهند که به ترتیب سیم پیچ های فاز A و فاز B موتور پله ای را هدایت می کنند.}

^{2. توضیحات ویژگی های کلیدی:}

^{از وضوح تا 256 میکرو استپ پشتیبانی می کند و به طور قابل توجهی نرمی حرکت موتور پله ای را بهبود می بخشد.}

^{سه حالت پوسیدگی (پوسیدگی آهسته، پوسیدگی سریع و پوسیدگی ترکیبی) را ارائه می دهد که از طریق مقاومت های خارجی قابل تنظیم هستند.}

^{کنترل زمان مرده تطبیقی داخلی (قابل تنظیم 50-200 نانوثانیه) برای جلوگیری موثر از شوت-ترو.}

^{تقویت کننده حسگر جریان یکپارچه برای نظارت بر جریان فاز موتور در زمان واقعی با دقت ±2٪.}

^{3. دستورالعمل های طراحی:}

^{خازن های بوت استرپ باید از دی الکتریک 0.1μF/50V X7R استفاده کنند که بین پین های BOOT1/BOOT2 و PHASE1/PHASE2 نصب شده اند.}

^{زمین قدرت (PGND) باید از یک توپولوژی اتصال ستاره ای استفاده کند و از زمین سیگنال جدا شود.}

^{مدارهای اسنابر RC (10Ω + 0.1μF) را به هر خروجی فاز موتور اضافه کنید تا از افزایش ولتاژ جلوگیری شود.}

^{وضوح میکرو استپینگ از طریق مقاومت های پیکربندی متصل به پین nSLEEP تنظیم می شود، با مقادیر خاصی که از جدول پیکربندی دیتاشیت مرجع می شوند.}

^{4. ویژگی های حفاظت:
این تراشه مکانیسم های حفاظتی جامعی از جمله حفاظت از جریان بیش از حد (زمان پاسخ <100ns)، حفاظت از دمای بیش از حد (آستانه +165 درجه سانتیگراد) و حفاظت از قفل ولتاژ کم را ارائه می دهد. هنگامی که یک ناهنجاری تشخیص داده می شود، پین nFAULT یک سیگنال سطح پایین را خروجی می دهد و نظارت بر وضعیت درایو را در زمان واقعی توسط سیستم امکان پذیر می کند.}

^{این تراشه را می توان در حالت درایو جریان ثابت با راندمان بالا پیکربندی کرد و از نسبت کم نور PWM 1000:1 با فرکانس کم نور تا 500 کیلوهرتز پشتیبانی می کند. مکانیسم تنظیم جریان پیشرفته آن، دقت جریان ثابت ±1.5٪ را در یک محدوده ولتاژ وسیع تضمین می کند و آن را به ویژه برای کاربردهایی با الزامات کیفیت نور سختگیرانه مانند روشنایی صنعتی، تجهیزات پزشکی و روشنایی صحنه مناسب می کند. راندمان تبدیل به بیش از 95٪ می رسد و مصرف برق آماده به کار کمتر از 50μA است.}

^{1. یادداشت های کاربردی درایو روشنایی
این شماتیک یک راه حل درایو روشنایی LED با کارایی بالا را نشان می دهد که از یک معماری مشترک بین یک کنترلر دیجیتال و یک تراشه درایور استفاده می کند. میکروکنترلر TMS320F2802X سیگنال های کم نور PWM را تولید می کند و کنترل حلقه بسته دیجیتال را پیاده سازی می کند، در حالی که تراشه DRV8412 تبدیل توان کارآمد را فراهم می کند.}

^{2.ویژگی های کنترل اصلی:}

^{از کم نور آنالوگ و PWM دو حالته با محدوده کم نور 0.1٪ تا 100٪ پشتیبانی می کند}

^{از معماری کنترل زمان خاموش (COT) ثابت با فرکانس سوئیچینگ قابل برنامه ریزی از 100 کیلوهرتز تا 2.2 مگاهرتز استفاده می کند}

^{یک ADC با وضوح بالا 16 بیتی را برای نمونه برداری در زمان واقعی از سیگنال های ولتاژ و جریان خروجی ادغام می کند}

^{دارای عملکرد شروع نرم با زمان راه اندازی قابل تنظیم از 1 میلی ثانیه تا 10 میلی ثانیه است}

^{3. پارامترهای عملکرد کلیدی برای درایو روشنایی}

^توجه:

• ^{همه پارامترها بر اساس شرایط عملیاتی معمولی در دمای محیط 25 درجه سانتیگراد هستند، مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد}
• ^{نسبت کم نور PWM: 1000:1 (حداقل)}
• ^{محدوده دمای عملیاتی: -40 درجه سانتیگراد تا +125 درجه سانتیگراد}
• ^{ویژگی های حفاظت: جریان بیش از حد، ولتاژ بیش از حد، دمای بیش از حد، حفاظت از مدار باز و اتصال کوتاه}

^{4.​ویژگی های حفاظت:}

^{حفاظت از جریان بیش از حد: محدود کردن جریان چرخه به چرخه با زمان پاسخ <500ns}

^{حفاظت از ولتاژ بیش از حد: حفاظت از قفل ولتاژ بیش از حد خروجی با آستانه قابل تنظیم (40-60 ولت)}

^{حفاظت از دمای بیش از حد: آستانه خاموش شدن حرارتی +150℃ با عملکرد بازیابی خودکار}

^{حفاظت از مدار باز/کوتاه: تشخیص خودکار و ورود به حالت ایمن}

^{5. دستورالعمل های طراحی:}

^{مقاومت های حسگر جریان باید از مقاومت های نمونه برداری دقیق 5mΩ/1W استفاده کنند و تا حد امکان به پین های CS تراشه نزدیک قرار گیرند.}

^{مرحله خروجی به یک خازن جامد 100μF موازی با یک خازن سرامیکی 10μF نیاز دارد تا اطمینان حاصل شود که ریپل خروجی <50mV.}

^{برای مدیریت حرارتی، از PCB با ضخامت مس 2 اونس استفاده کنید و یک آرایه حرارتی 4×4 را در زیر تراشه اضافه کنید.}

^{برای کاربردهای با توان بالا، توصیه می شود سنسورهای دمای خارجی را برای مدیریت حرارتی دقیق تر اضافه کنید.}

^{ورودی برق به یک خازن الکترولیتی 100μF موازی با یک خازن سرامیکی 10μF نیاز دارد، در حالی که خازن بوت استرپ باید از دی الکتریک 0.1μF/50V X7R استفاده کند. مقاومت حسگر جریان باید یک جزء دقیق 1Ω/1W باشد، با ردیابی های زمین قدرت که عرض حداقل 2 میلی متر را حفظ می کنند. تمام مسیرهای جریان بالا باید از ردیابی های مسی با عرض حداقل 2 میلی متر استفاده کنند و طول را به حداقل برسانند تا اندوکتانس انگلی کاهش یابد. خازن های بوت استرپ باید در فاصله 5 میلی متری از پین های تراشه قرار گیرند. PowerPAD پایین تراشه به یک آرایه حرارتی 9×9 (قطر 0.3 میلی متر، گام 1.2 میلی متر) برای اتصال حرارتی PCB نیاز دارد.}

^{1. شرح طراحی شماتیک: طراحی مدیریت برق
این مدار از طراحی برد چند لایه استفاده می کند، با ورودی برق VDD که با خازن های جداکننده سرامیکی 0.1μF (C13، C14 و غیره) پیکربندی شده است. تمام خازن های جداکننده باید از دی الکتریک X7R با تلرانس ظرفیت کمتر از ±10٪ استفاده کنند. شبکه برق از یک توپولوژی ستاره ای استفاده می کند، با منابع تغذیه دیجیتال و آنالوگ که از طریق مهره های فریت جدا شده اند (مشخصات توصیه شده: 600Ω@100MHz). فاصله چیدمان برای خازن های جداکننده نسبت به هر پین برق نباید از 3 میلی متر تجاوز کند تا اثرات ESL به حداقل برسد.}

^{2. طراحی یکپارچگی سیگنال
خطوط سیگنال با سرعت بالا به کنترل امپدانس مشخصه 50Ω با عرض/فاصله ردیابی جفت دیفرانسیل تنظیم شده به 4mil/5mil نیاز دارند. تمام خطوط سیگنال بحرانی باید تطابق طول را در تلرانس 5mil حفظ کنند و سیگنال های ساعت باید با ردیابی های زمین محافظت شوند. توصیه می شود مقاومت های ترمیناسیون سری 33Ω را در نقاط پایانی خط سیگنال اضافه کنید تا بازتاب ها به طور موثر سرکوب شوند. مناطق سیگنال آنالوگ و دیجیتال باید با خندق های ایزوله جدا شوند تا از جفت شدن نویز جلوگیری شود.}

^{3. نقاط تست:}

^{نقاط تست استاندارد 1 میلی متری باید ارائه شود، با فاصله نقطه تست سیگنال کلیدی ≥2 میلی متر.}

^{نقاط تست قدرت باید از ساختارهای زنجیره ای (جفت شده با نقاط تست زمین) استفاده کنند.}

^{نقاط تست سیگنال با سرعت بالا باید شامل حفاظت ESD باشند.}

^{4. چیدمان PCB:}

^{اجزا باید با توجه به جهت جریان سیگنال مرتب شوند، با دستگاه های با سرعت بالا که در نزدیکی کانکتورها قرار دارند، خازن های جداکننده بر اساس مقدار ظرفیت از کوچکترین تا بزرگترین (کوچکترین مقدار نزدیکترین به پین های برق)، و نوسانگرهای کریستالی که دور از منابع حرارت با حلقه های محافظ و حداقل فاصله اجزا 0.3 میلی متر قرار دارند.}

^{5. انتخاب اجزا:}

^{خازن های جداکننده باید از پکیج 0402 دی الکتریک X7R (ولتاژ نامی 16 ولت) استفاده کنند، مقاومت ها باید از پکیج 01005 (تلرانس ±1٪، رانش دما ±100ppm/℃) استفاده کنند، مهره های فریت باید مقاومت DC ≤0.5Ω با رتبه جریان ≥500mA داشته باشند و کانکتورها باید از نوع نصب سطحی با ضخامت آبکاری طلا ≥0.8μm باشند.}

^{6. مشخصات تولید:}

^{انطباق با استانداردهای IPC-A-610 کلاس 2 که نیاز به پدها برای فراتر رفتن از سرب های اجزا به میزان 0.2 میلی متر، استفاده از HASL بدون سرب (ضخامت قلع 1-3μm)، پانل سازی با فرآیند V-CUT (لبه ابزار 5 میلی متری رزرو شده) و برچسب زدن صفحه ابریشمی واضح از اطلاعات اجزا و جهت گیری قطبیت.}

^{سطح بالای یکپارچگی تراشه، تعداد اجزای خارجی را به طور قابل توجهی کاهش می دهد و اندازه راه حل را تا 50٪ کاهش می دهد. با پیشرفت مداوم صنعت 4.0 و تولید هوشمند، انتظار می رود تقاضای بازار برای چنین درایورهای موتور با کارایی بالا، نرخ رشد سالانه 20٪ را حفظ کند و ارزش کاربردی قابل توجهی را در رباتیک درجه مصرف کننده و دستگاه های پزشکی قابل حمل داشته باشد. در دمای محیط 40 درجه سانتیگراد، عملکرد بار کامل باید اطمینان حاصل کند که دمای اتصال تراشه از 125 درجه سانتیگراد تجاوز نمی کند و توصیه می شود یک هیت سینک روی بالای تراشه نصب شود تا قابلیت اطمینان طولانی مدت تضمین شود.}

با متخصص تجارت ما تماس بگیرید:

--------------

ایمیل: xcdzic@163.com

واتساپ: +86-134-3443-7778
از صفحه محصول ECER برای جزئیات دیدن کنید: [لینک]