ZHCUC64B August 2024 – May 2025 DRV8162 , INA241A , ISOM8710
許多適用于直流饋電電機(jī)驅(qū)動器的低壓三相逆變器都由 24V 至 60V 直流電源軌供電。在機(jī)器人系統(tǒng)中，電機(jī)通常具有不同的額定功率，典型值為 200W、400W、750W、1.5kW 和 2.5kW，甚至偶爾會更高，具體取決于要實現(xiàn)的功能。這些電機(jī)對電機(jī)驅(qū)動器的額定電流有不同的要求。
此設(shè)計支持 1.5kW 至 4kW 的電機(jī)，采用 48V 直流輸入。額定輸出電流可以是 32ARMS 至 85ARMS；在某些情況下甚至可以達(dá)到 100ARMS 左右。
在設(shè)計這種功率級時，高效率是關(guān)鍵目標(biāo)。憑借高效率，可實現(xiàn)小 PCB 尺寸，并且在功率級只能使用外殼作為散熱器的集成電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中，驅(qū)動器可以安裝在系統(tǒng)的外殼內(nèi)。
為了在此設(shè)計中實現(xiàn)較小的 PCB 尺寸，智能柵極驅(qū)動器 DRV8162L 在防止功率級擊穿、過流和短路故障的集成保護(hù)功能方面提供了很大幫助。為防止發(fā)生擊穿，可以啟用 VGS 握手及死區(qū)時間插入功能。
為了優(yōu)化系統(tǒng)效率和 EMI 性能，DRV8162L 添加了無需添加任何外部電路即可對輸出拉電流和灌電流進(jìn)行編程的功能。
為了使驅(qū)動器能夠以超高效率控制電機(jī)，A 相和 B 相采用了具有高共模抑制、零漂移特性的電流檢測放大器 INA241A 進(jìn)行基于同相分流器的電流檢測。由于放大器具有高增益，因此使用 0.2mΩ 分流器來支持 ±165A 的線性檢測范圍。選擇低電阻分流器也有助于提高系統(tǒng)效率。在 C 相，使用功能隔離式 Δ-Σ 調(diào)制器 AMC0106M05 與 0.3mΩ 分流電阻器來檢測電流。通過在 MCU 中使用數(shù)字 SINC 三抽取濾波器，線性電流測量范圍達(dá)到 ±167A。
其他反饋包括直流總線電壓以及經(jīng)過脈寬調(diào)制 (PWM) 濾波的三相電壓，支持對 InstaSPIN-FOC? 電機(jī)等高級無傳感器控制進(jìn)行驗證。
在機(jī)器人和工廠自動化應(yīng)用中，確保系統(tǒng)能夠安全停止電機(jī)并防止任何意外啟動是至關(guān)重要的要求。為了滿足這些系統(tǒng)級要求并實現(xiàn)所謂的安全轉(zhuǎn)矩關(guān)閉 (STO) 功能，此參考設(shè)計為柵極驅(qū)動器提供了各種關(guān)斷路徑組合，以防止電機(jī)意外啟動。