電機換向應(yīng)用的低功耗鎖存器足夠可靠嗎？
鎖存器，理解這個元件并不困難，鎖住輸入并將其存起來。作為一個簡單的時序元件，它要完成的任務(wù)聽起來也較為簡單，一是在某一個輸入狀態(tài)之下，可以保存一個信號；二是在某一個輸入狀態(tài)之下，能把其中儲存的信號變成自己想要的信號。雖然這任務(wù)聽起來并不困難，但鎖存器本身能應(yīng)用在很多場景中，也并不是一個簡單的器件。
在BLDC無刷直流電機的換向應(yīng)用中，鎖存器可以說發(fā)揮了很大作用，能夠穩(wěn)定斬波提供準確而穩(wěn)定的磁開關(guān)點。在低成本運用上霍爾鎖存IC在電機控制上的作用有著不小的低功耗的優(yōu)勢，同時極為可靠。
Melexis MLX92214
（圖源：Melexis）
對于成本敏感的電機控制，采用這樣的鎖存器IC似乎是一個不錯的選擇。MLX92214是采用混合信號CMOS技術(shù)設(shè)計的低壓霍爾效應(yīng)鎖存器，集成了一個電壓調(diào)節(jié)器，霍爾傳感器與先進的抵消系統(tǒng)和一個開漏輸出驅(qū)動器。
低壓調(diào)節(jié)器能針對低功耗的低電壓水平做出優(yōu)化。MLX92214支持3.3V和5V，并與所有標準MCU兼容。同時鎖存電流也極低，僅有2.1mA，功耗極低。低電壓允許直接從MCU供應(yīng)芯片取電（不需要LDO），這種低電壓和寬量程有助于延長電池的運行時間。
MLX92214在穩(wěn)定性上也采取了很多手段。其一就是ESD性能，最高可達6kV。其二則是電磁兼容性能。另外還加上了反電源電壓保護與低電壓檢測。超過25年霍爾鎖存器開關(guān)芯片經(jīng)驗的Melexis最大程度上保證了該系列的穩(wěn)定性。
同時MLX92214采用3針三針小輪廓晶體管（TSOT）表面安裝工藝?？珊喕w設(shè)計，減少 外部組件數(shù)量，大幅節(jié)省空間。這也是一處小元件的大作為。
TI TMAG511X
TI的霍爾鎖存器一直以低功耗和高精度著稱。無論是檢測蓋子是否封閉這種簡單操作，還是執(zhí)行復(fù)雜的電機換向操作，TI的霍爾效應(yīng)鎖存器都能進行高精度、非接觸式位置測量。
這次講的是TMAG511X系列，一款新發(fā)布的二維、雙通道、高靈敏度、高速度的霍爾效應(yīng)鎖存器。
（圖源：TI）
通過集成兩個傳感器和兩個單獨的信號鏈，TMAG511X系列提供了兩個功能選項，TMAG5110的獨立2D輸出與TMAG5111的速度和方向輸出。因為這個系列是針對高速高溫電機應(yīng)用設(shè)計，所以該系列針對利用旋轉(zhuǎn)磁體的應(yīng)用進行了優(yōu)化。
這個系列除了能覆蓋－40℃至＋125℃如此寬環(huán)境溫度，還有這2.5V到38V的寬電壓范圍。在所有寬范圍內(nèi)，該系列都能保持穩(wěn)定一致的優(yōu)異性能。諸如±1.4mT的超高磁性靈敏度，40KHz高速感應(yīng)帶寬，10mA的開漏輸出。
穩(wěn)定性是所有鎖存器廠商都看重的地方，該系列的反向電源保護高達－20V，過電壓能力高達40V，配置輸出短路保護并限制輸出電流，最大程度上提高器件的穩(wěn)定性。
ST M74HCXXX
ST的M74HCXXX采用硅柵C2MOS技術(shù)制造的高速CMOS 8位可尋址鎖存器。M74HC系列具有單數(shù)據(jù)輸入（D）、8個鎖存輸出（Q0-Q7）、3個地址輸入、公共啟用輸入和公共清除輸入。
（圖源：ST）
該系列第一個特點就是高速，在6V電壓時，該器件響應(yīng)速度最快為20ns。這也是ST硅柵C2MOS技術(shù)的優(yōu)勢。高速響應(yīng)下，該鎖存器數(shù)據(jù)保存在D輸入端，輸入數(shù)據(jù)的鎖存器地址保存在A、B和C輸入端，當ENABLE設(shè)置為啟用時，數(shù)據(jù)將流向地址輸出。數(shù)據(jù)存儲在啟用脈沖的正向邊緣。
該系列的功耗也極低，最高也僅有4μA的電流。作為一款低壓2V-6V應(yīng)用的鎖存器，這樣的功耗無疑是行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的指標。低壓卻足夠可靠，該系列的ESD性能表現(xiàn)同樣不俗，1kV的CDM，1.5kV的HBM以及200V的MM。這樣的性能指標在低壓低功耗應(yīng)用中，看起來就讓人放心。
小結(jié)
在BLDC無刷直流電機的換向應(yīng)用中，可以看到鎖存器發(fā)揮了不少作用。各個系列雖然特長各不相同，但都保持了相當?shù)偷墓呐c極高的可靠性。
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