“本文介紹了使用高電壓GreenPAK的一個特定示例，描述了針對特定電機和電池組的集成設計定制方法。這是一種非常靈活的電機控制解決方案，采用可配置的內部邏輯，可滿足設計人員的需求。而且將電機驅動器集成進GreenPAK中，可以將整個電路放入很小的物理空間。

本文介紹了一種集成的智能鎖電機驅動器設計方案，具有動態過流檢測功能，可以適應供電電壓和負載的變化。

大多數智能鎖目前都采用電池供電，電池壽命通常約為6個月，最長可達一年。電池壽命的長短取決于所使用的無線技術（Wi-Fi、藍牙、ZigBee）以及智能鎖鎖定和解鎖的頻率。

在本設計示例中，電機由四節AA電池供電。

智能鎖制造商采用各種機制來檢測鎖舌打開或關閉的完成情況：如限位開關、固定在軸上的加速度計、霍爾傳感器和固定在齒輪上的磁鐵等。除電機驅動器IC外，它們都需要相關外部組件。

有一種鎖舌位置檢測方案不需要額外組件，它可以測量電機電流，當鎖舌鎖定時關閉電機，同時電機電流上升到預定閾值（參見圖1）。不過該方案必須根據特定的供電電壓（通常是充滿電的電池）來確定閾值。

圖1：電機電流波形

可以對該設計進行一些改進，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）。本文將介紹采用這種設計方法時如何配置高壓GreenPAK IC。

圖2：帶補償的電機電流波形

操作步驟及工作原理

1. 工作原理

該設計的操作共分為三個部分，如圖3所示：

電機失速檢查：啟動電機100 ms后，如果電機電流過高，驅動器將關閉機械裝置并測量電機電流。

電流水平設置：電流CMP Vref取決于電機電流（設置為高于測量值）。

過流等待：如果在此期間電機電流大于設定值，電機則將關閉。

圖3: 設計操作

2. HV GreenPAK設計

圖4：HV GreenPAK設計

電流CMP的注冊表文件（RegFile）用于測量電機電流。它有16個值，從高到低切換（請參見圖5）。

圖5：注冊表文件數據

250 ms之后，將注冊表文件切換兩個值以設置一個新的電流水平，如圖6所示。當電機電流增加到該新的電流水平時，電機關閉（請參見圖7）。

圖6：使用注冊表文件

圖7：電機關閉操作

對于不同的供電電壓和負載，電機電流將不同。電機電流越高，“電機關閉水平”也越高。

應用電路

圖8：典型應用電路圖

PIN#2電機開啟–上升沿啟動電機。

PIN#3電機方向–電機方向旋轉：高電平–正向旋轉，低電平–反向旋轉。

VDD范圍：2.3 V 至5.5V。

VDD2范圍：3.6 V 至 6.0V。

電機測試

表1：電機參數

當電源電壓為6.0 V時，電機啟動電流約為2 A，200 mS后下降至標稱值，該值取決于電源電壓（見圖9至12）。

圖9：3.6 V電源電壓時的電機啟動電流波形

圖10：3.6 V電源電壓時的電機空載電流

圖11：6.0 V電源電壓時的電機啟動電流波形

圖12：6.0 V電源電壓時的電機空載電流

運行波形的設計

正常操作

電源電壓：6.0V。

電機RMS電流：170 mA。

電機關閉電流：620 mA。

圖13：6.0 V電源電壓時的電機空載電流

電源電壓：3.6V。

電機RMS電流：127 mA。

電機關閉電流：460 mA。

圖14：3.6 V電源電壓時的電機空載電流

電源電壓：3.0V。

電機RMS電流：310 mA。

電機關閉電流：670 mA。

圖15：3.0 V電源電壓時的電機負載電流

啟動時電機失速

電機失速檢測時間為100毫秒。如果啟動后的100毫秒內電機電流過高，則電機將自動關閉。

圖16：3.6 V至6.0 V電源電壓時的失速電機電流

結論

本文介紹了使用高電壓GreenPAK的一個特定示例，描述了針對特定電機和電池組的集成設計定制方法。這是一種非常靈活的電機控制解決方案，采用可配置的內部邏輯，可滿足設計人員的需求。而且將電機驅動器集成進GreenPAK中，可以將整個電路放入很小的物理空間。

設計人員可以根據電機電流或電源電壓的變化調整電路。GreenPAK還允許設計恒流和恒壓電機驅動器，并提供嵌入式保護功能，如過流保護、欠壓保護和過溫保護等。

（參考原文：Integrated Smart Lock Motor Driver with Dynamic Overcurrent Detection）

https://www.powerelectronicsnews.com/integrated-smart-lock-motor-driver-with-dynamic-overcurrent-detection/

責任編輯：xj

原文標題：集成動態過流檢測的智能鎖電機驅動器設計方案

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