Texas Instruments MCF8316C-Q1無(wú)傳感器磁場(chǎng)定向控制 (FOC) 集成式FET BLDC 驅(qū)動(dòng)器提供單芯片、無(wú)代碼、無(wú)傳感器FOC器件。這些設(shè)計(jì)用于驅(qū)動(dòng)速度控制12V至24V無(wú)刷直流電機(jī) (BLDC) 或永磁同步電機(jī) (PMSM) ，峰值電流高達(dá)8A。MCF8316C-Q1集成了三個(gè)半橋，具有40V絕對(duì)最大電壓和 95mΩ（高側(cè)+低側(cè)FET）的極低R ~~DS(ON)~~ 。Texas Instruments MCF8316C-Q1集成了電源管理電路，包括可用于為外部電路供電的可調(diào)電壓降壓穩(wěn)壓器（3.3V/5V、170mA）和LDO (3.3V/20mA)。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments MCF8316C-Q1無(wú)傳感器FOC BLDC驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

FOC算法配置可存儲(chǔ)在非易失性EEPROM中，器件一經(jīng)配置，即可獨(dú)立工作。該器件通過(guò)PWM輸入、模擬電壓、變頻方波或I^2^C命令接收速度命令。MCF8316C-Q1集成了大量保護(hù)功能，旨在保護(hù)器件、電機(jī)和系統(tǒng)免受故障事件的影響。

特性

符合汽車(chē)應(yīng)用類AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)
- 溫度等級(jí)1 (–40°C≤T A ≤125°C)
三相BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，采用集成無(wú)傳感器電機(jī)控制算法
- 無(wú)代碼磁場(chǎng)定向控制 (FOC)
- 離線電機(jī)參數(shù)測(cè)量，采用電機(jī)參數(shù)提取工具 (MPET)
- 5點(diǎn)可配置速度配置文件支持
- 通過(guò)正向重新同步和反向驅(qū)動(dòng)支持風(fēng)車(chē)
- 模擬、PWM、freq或基于I^2^C的速度輸入
- 可配置電機(jī)啟動(dòng)和停止選項(xiàng)
- 防電壓浪涌 (AVS) 保護(hù)
- 通過(guò)軟啟動(dòng)、軟停止和死區(qū)時(shí)間補(bǔ)償提高聲學(xué)性能
- 通過(guò)DACOUT引腳進(jìn)行可變監(jiān)控
4.5V至35V工作電壓（絕對(duì)最大值40V）
8A峰值高輸出電流能力
低MOSFET導(dǎo)通狀態(tài)電阻
- R~~DS(ON)~~ (HS + LS)（T A =25°C時(shí)）：95mΩ（典型值）
低功率睡眠模式
- 5μA（最大值）（V VM =24V，T A =25°C時(shí)）
速度環(huán)路精度
- 3%（帶內(nèi)部時(shí)鐘）和1%（帶外部時(shí)鐘基準(zhǔn)）
客戶可配置非易失性存儲(chǔ)器 (EEPROM)，用于存儲(chǔ)器件配置
支持高達(dá)60kHz PWM頻率，支持低電感電機(jī)
無(wú)需外部電流檢測(cè)電阻器；采用內(nèi)置電流檢測(cè)
內(nèi)置3.3V、20mA LDO穩(wěn)壓器
內(nèi)置3.3V/5V、170mA降壓穩(wěn)壓器
專用DRVOFF引腳，禁用 (Hi-Z) 輸出
擴(kuò)頻和轉(zhuǎn)換率，用于降低EMI
整套集成保護(hù)特性
- 電源欠壓閉鎖 (UVLO)
- 電源過(guò)壓保護(hù) (OVP)
- 電機(jī)鎖定檢測(cè)（五種不同類型）
- 過(guò)流保護(hù) (OCP)
- 過(guò)熱警告和關(guān)斷 (OTW/TSD)
- 故障狀態(tài)指示引腳 (nFAULT)
- 通過(guò)I^2^C接口可選故障診斷

簡(jiǎn)化示意圖

德州儀器MCF8316C-Q1無(wú)傳感器FOC BLDC驅(qū)動(dòng)器技術(shù)解析

器件概述

MCF8316C-Q1是一款單芯片、無(wú)需編程的無(wú)傳感器FOC驅(qū)動(dòng)器，主要特點(diǎn)包括：

?AEC-Q100認(rèn)證?：符合汽車(chē)應(yīng)用Grade-1溫度等級(jí)(-40°C至125°C)
?高度集成?：集成功率MOSFET(95mΩ RDS(ON))、電流傳感、電荷泵和電源管理電路
?寬電壓范圍?：4.5-35V工作電壓(40V絕對(duì)最大值)
?高輸出能力?：8A峰值電流輸出
?多種控制接口?：支持PWM、模擬電壓、頻率或I2C速度輸入
?低功耗模式?：待機(jī)電流最低5μA

關(guān)鍵特性詳解

1. 功率級(jí)架構(gòu)

MCF8316C-Q1集成了三個(gè)半橋驅(qū)動(dòng)器，采用NMOS FET設(shè)計(jì)，具有以下特點(diǎn)：

?集成95mΩ MOSFET?：高邊+低邊總導(dǎo)通電阻
?內(nèi)置電荷泵?：支持100%占空比操作，無(wú)需外部柵極驅(qū)動(dòng)電源
?可調(diào)柵極驅(qū)動(dòng)電流?：支持125V/μs或200V/μs的slew rate配置，優(yōu)化EMI性能
?死區(qū)時(shí)間控制?：防止上下管直通，確保開(kāi)關(guān)安全性

2. 無(wú)傳感器FOC控制

器件采用先進(jìn)的磁場(chǎng)定向控制算法，關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)包括：

?無(wú)需編碼器?：通過(guò)BEMF觀測(cè)器估算轉(zhuǎn)子位置
?離線參數(shù)測(cè)量?：集成電機(jī)參數(shù)提取工具(MPET)
?多種啟動(dòng)方式?：支持對(duì)齊、雙對(duì)齊、IPD和慢速首周期啟動(dòng)
?速度環(huán)精度?：內(nèi)部時(shí)鐘±3%，外部時(shí)鐘±1%

3. 電源管理系統(tǒng)

?可調(diào)降壓穩(wěn)壓器?：提供3.3V/5V、170mA輸出，可為外部電路供電
?3.3V LDO?：20mA輸出能力，為內(nèi)部電路供電
?電源排序功能?：支持AVDD從Buck輸出供電，降低功耗

4. 保護(hù)功能

MCF8316C-Q1集成全面的保護(hù)機(jī)制：

?電壓保護(hù)?：欠壓鎖定(UVLO)、過(guò)壓保護(hù)(OVP)
?電流保護(hù)?：過(guò)流保護(hù)(OCP)、硬件鎖存限流
?熱保護(hù)?：過(guò)熱警告(OTW)和關(guān)斷(TSD)
?電機(jī)保護(hù)?：5種電機(jī)鎖檢測(cè)機(jī)制
?故障指示?：專用nFAULT引腳和I2C診斷接口

典型應(yīng)用設(shè)計(jì)

1. 汽車(chē)應(yīng)用

散熱風(fēng)扇和鼓風(fēng)機(jī)
電動(dòng)泵模塊
HVAC系統(tǒng)執(zhí)行器

2. 工業(yè)應(yīng)用

住宅和商用風(fēng)扇
空氣凈化器和加濕器
洗碗機(jī)和洗衣機(jī)泵
CPAP醫(yī)療設(shè)備

3. 參考設(shè)計(jì)要點(diǎn)

?功率布局?：建議使用星形接地，大電流路徑盡量短而寬
?散熱設(shè)計(jì)?：40引腳VQFN封裝(7mm×5mm)，需合理設(shè)計(jì)PCB散熱
?EMI優(yōu)化?：通過(guò)可調(diào)slew rate和PWM頻率降低噪聲
?參數(shù)配置?：可通過(guò)I2C接口配置EEPROM，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立運(yùn)行

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