來源：硬件那點事兒

BLDC電機沒有傳統的電刷和換向器，定子上纏繞線圈，轉子上裝有永磁體。它使用電子速度控制器ESC來替代機械換向，實現電流的切換，驅動電機旋轉。ESC根據轉子的位置，精確地向定子線圈通電，產生旋轉磁場，拖動永磁體轉子跟著旋轉。主要控制方式有方波控制六步換相和高性能的FOC磁場定向控制。今天以MPS新推出的MPQ6547A為例，教大家從0到1，搞懂BLDC電機驅動芯片選型和外圍電路設計。

另外，閱讀原文貼一個他們官方對這顆料的介紹，感興趣可以自己去掃一眼。

1.MPQ6547A關鍵特性總覽

MPQ6547A是MPS推出的一款三相無刷直流BLDC電機功率級驅動芯片，滿足AEC-Q100車規認證，是真車規級芯片！

MPS兜里怎么什么片子都有

MPQ6547A工作電壓范圍4V至32V，覆蓋了典型的12V/24V汽車電池系統，工作電壓范圍還是蠻寬的，當然壞處也是有的，芯片成本會略高，畢竟耐壓過高，芯片的成本也是越高的，當然如果出貨量大的話，這點成本也能抵消。MPQ6547A內部集成了6個NMOS，組成完整的三相半橋，所以可以直接驅動電機繞組，最大峰值電流高達5.5A，注意此處是最大峰值電流，你可別當成長時電流了，芯片只能短時工作在5.5A，而且和散熱設計有關，你散熱差的話，那5.5A就夠嗆了，后面我們再講散熱設計，峰值電流大的話意味著芯片具有更高的瞬間電流輸出能力，適用于需要快速啟動或短時高扭矩的應用。這個芯片最大的特色莫過于它內部的每一個半橋的GND引腳都引出芯片外部的獨立PIN腳上，這樣就可以通過在外部放置采樣電阻，通過采集電阻上的電壓來實現采集電流的目的。

2.極限參數

芯片的極限參數，我們一定要關注，因為極限參數是芯片的底線，越過了這個底線，芯片損壞那就避免不了，比如VIN最大電壓是40V，那么電源輸入VIN上總會有浪涌，或者大的脈沖，超過40V，那就是家常便飯，所以建議放個TVS給芯片保命，比如24V系統的車上的就需要基于ISO7637標準進行各種脈沖測試。

3.電氣參數

汽車里的ECU控制器一般會有靜態電流要求，MPQ6547A支持低功耗SLEEP模式，睡眠電流最大值僅為10.5uA。

還有一點我們需要注意芯片雖然支持PWM控制，但是最大PWM頻率不能超過200KHz。

芯片支持欠壓保護，過流保護，需要注意電機的最大電流不要超過6A，否則就會觸發芯片的過流保護，那么芯片就無法正常工作了。

下圖是MPQ6547A的芯片內部框圖，我們要想掌握一個芯片，一定要關注芯片的內部框圖，這樣就能快速的掌握這個芯片的基本工作原理以及需要注意的事項，比如下面的框圖我們可以可出芯片內部有6個NMOS，這6個NMOS是通過CP電路驅動的，CP電路就是升壓電路，通過上面的電氣參數，CP電路可以把CP電壓升高，比VIN電壓高3.5V，CP電路要想正常工作，需要在外部放一個CP電容，那為啥不把這個電容做到芯片內部呢？因為CP電容容值一般較大，體積也比較大，做到芯片里面太占地方了，簡單點來說就是礙事，所以一般是需要放置在芯片外部的。

同時我們通過框圖也能看出芯片是通過兩個比較器實現欠壓和過流檢測的，過流是通過檢測半橋NMOS兩端的壓降來實現的，當過流時，MOS兩端壓降會增大，當超過一定閾值時，芯片就會關斷MOS，實現自保。

4.如何解決感性負載放電問題？

驅動BLDC電機時，當驅動芯片輸出關斷時，電機就像一個大電感，會繼續放電，那么電感里儲存的能量一般會流過MOSFET的體二極管，由于MOSFET的體二極管正向導通壓降是比較大的，那么功耗P=V*I，此時芯片就會有比較大的發熱，嚴重的話會損壞芯片。

MPQ6547A是如何解決這個問題的呢？它具有同步整流功能。

當HS和LS MOSFET都處于關斷狀態時，如果Sx輸出引腳上的電壓低于地電壓，則LS MOSFET導通，直到流過它的電流接近于零，

比如同樣是1A電流，假定體二極管壓降是1V，MOSFET導通電阻是85mΩ，

LS MOSFET不導通的功耗：

P=1A*1V=1W

LS MOSFET導通的功耗：

P=1A1A85mΩ=0.085W

一般電機驅動的芯片都需要軟件加一下特定控制邏輯來配合解決這個問題，這個芯片就不需要了，自己解決，從而可靠性會更高。當然如果Sx引腳上的電壓高于VIN，則HS MOSFET會自動導通，直到電感放電電流接近于零。

還有一點要注意的是MPQ6547A的過流保護功能是自動重啟的，也就是說當芯片檢測到過流后，會自動關斷輸出，但是10ms后芯片會重新打開，如此周而復返的重復，這一點的好處是避免了有時候電機電流不穩，誤觸發過流保護，導致電機徹底不動了。搭配芯片的nFAULT故障診斷腳，我們就可以做一些診斷策略，比如出現多少次過流故障，就關閉輸出。

5.外圍電路設計

5.1.CP電容

前面我們說過MPQ6547A是通過CP電路驅動高側MOSFET的，這就需要我們在CP腳加一個1uF的電容，電容選型要關注兩個電，一個是容值，一個是耐壓，容值小了，會導致驅動能力不夠，電壓低了，電容可能會燒壞，那容值如何計算？這個咱們可算不了，都是廠家算好了，畢竟內部的CP電路原理沒開放給咱們，我們按datasheet選就好了。

5.2.采樣電阻

前面我們也說了，我們可以在GND上串聯采樣電阻來采集電流，采樣電阻選型要關注兩點，一個是阻值，另一個是功率，阻值不能太大，要確保I*R<0.2V，功率的話就可以用下面的公式計算：

5.3.VIN去耦電容

VIN上的電解電容用于降低MOS在高頻開關條件下的紋波電流，電容選型要考慮ESR，所以一般是電解電容搭配MLCC電容來降低VIN的紋波，注意電容一定要靠近器件VCC引腳放置，這對EMC里的傳導測試很關鍵。

這個電容容值關系到去耦，降低感性負載電機工作導致的VCC紋波電流，降低電流波動期間線束雜散電感導致的VCC電壓波動，要考慮的因素比較多，計算也比較復雜，建議參考datasheet建議放置，不要自作聰明想著少放節約成本。