Texas Instruments MCF8329A/MCF8329A-Q1 FOC三相BLDC 柵極驅(qū)動器為驅(qū)動無刷直流電機 (BLDC) 或永磁同步電機 (PMSM) 的應(yīng)用提供單芯片、無代碼傳感器FOC解決方案。MCF8329A/MCF8329A-Q1提供三個半橋柵極驅(qū)動器。每個都能驅(qū)動高側(cè)和低側(cè)N溝道功率MOSFET。該器件使用自舉電路，通過內(nèi)部電荷泵生成正確的柵極驅(qū)動電壓。此功能增強了高側(cè)MOSFET。包含一個涓流電荷泵，以支持100%占空比。MCF8329A/MCF8329A-Q1支持4.5V至60V寬輸入電源范圍，可由單電源供電。

數(shù)據(jù)手冊：

算法配置可存儲在非易失性EEPROM中，配置完畢后器件即可獨立運行。使用支持單個外部分流電阻器的集成電流檢測放大器來檢測電機電流。Texas Instruments MCF8329A集成了許多保護特性，可保護器件、系統(tǒng)和電機免受故障事件的影響。

特性

符合汽車應(yīng)用類AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)，溫度等級1，-40 °C ≤ TA ≤ 125 °C (MCF8329A-Q1)
具有集成無傳感器電機控制算法的三相BLDC柵極驅(qū)動器
- 無代碼單分流磁場定向控制
- 支持高達1.8 kHz（電氣頻率）
- 支持弱磁控制
- 支持正向和逆向風(fēng)車
- 模擬、PWM、頻率或基于I^2^C的控制輸入
- 可配置電機啟動和停止選項
- 可選閉環(huán)速度或功率或電流控制或調(diào)制指數(shù)控制
- 支持5點可配置參考配置文件
- 抗電壓浪涌防止過壓
- 通過自動死區(qū)時間補償提高聲學(xué)性能
- 支持每安培最大扭矩 (MTPA)
- 離線電機反電動勢測量
- 通過數(shù)模輸出進行可變監(jiān)控
65V三相柵極驅(qū)動器
- 驅(qū)動三個高側(cè)和三個低側(cè)N溝道MOSFET，工作電壓范圍為4.5V至60V
- 支持100%脈寬調(diào)制 (PWM) 占空比
- 基于自舉的柵極驅(qū)動器架構(gòu)
- 1A/2A最大峰值拉電流/灌電流
集成電流檢測放大器
- 可調(diào)增益：5V/V、10V/V、20V/V、40V/V
低功耗睡眠模式
- 5μA（最大值，V~~PVDD~~ = 24V，TA = 25°C）
速度環(huán)路精度：<3%（內(nèi)部時鐘）
可配置非易失性存儲器（EEPROM），用于存儲設(shè)備配置
支持高達75 kHz PWM頻率，支持低電感電機
精確的LDO (AVDD) 3.3V±3%、50mA支持AVDD連接到VREG
獨立驅(qū)動器關(guān)斷路徑 (DRVOFF)
用于緩解EMI的擴頻
整套集成保護特性
- 電源欠壓閉鎖 (UVLO)
- 電機鎖定檢測（3種不同類型）
- 過流保護（OCP）
- 熱關(guān)斷 (TSD)
- 故障狀態(tài)指示引腳 (nFAULT)
- 可選的故障診斷（經(jīng)I^2^C接口）

簡化原理圖

MCF8329A無傳感器FOC三相BLDC門極驅(qū)動器技術(shù)解析

概述

德州儀器(TI)的MCF8329A是一款高度集成的無傳感器磁場定向控制(FOC)三相BLDC門極驅(qū)動器，專為驅(qū)動高速無刷直流電機(BLDC)或永磁同步電機(PMSM)而設(shè)計。該器件采用單芯片、免編碼的FOC解決方案，適用于各種電機驅(qū)動應(yīng)用。

主要特性

?集成FOC算法?：
- 免編碼單分流FOC控制
- 支持高達1.8kHz的電氣頻率
- 支持弱磁控制
- 正反向風(fēng)車啟動支持
- 多種控制輸入方式：模擬、PWM、頻率或I2C
?門極驅(qū)動器?：
- 65V三相門極驅(qū)動器
- 驅(qū)動3個高邊和3個低邊N溝道MOSFET
- 工作電壓范圍4.5-60V
- 支持100% PWM占空比
?保護特性?：
- 電源欠壓鎖定(UVLO)
- 電機鎖檢測(3種類型)
- 過流保護(OCP)
- 熱關(guān)斷(TSD)
- 故障指示引腳(nFAULT)

應(yīng)用領(lǐng)域

MCF8329A非常適合以下應(yīng)用場景：

無刷直流電機模塊
無線吸塵器
洗衣機和水泵
家電風(fēng)扇和泵
無線園藝和電動工具

功能詳解

1. 控制架構(gòu)

MCF8329A采用先進的FOC控制算法，無需外部編碼器即可實現(xiàn)精確的電機控制。其主要控制特點包括：

?參考輸入處理?：

支持四種控制模式：速度控制、功率控制、電流控制和調(diào)制指數(shù)(電壓)控制
輸入?yún)⒖?a target="_blank">信號可通過PWM、頻率、模擬電壓或I2C命令配置

?閉環(huán)控制?：

集成速度/功率PI 控制器
獨立的Id和Iq電流PI控制器
支持最大轉(zhuǎn)矩每安培(MTPA)控制
弱磁控制功能

2. 電機啟動流程

MCF8329A提供靈活的電機啟動選項：

?啟動方法?：

對齊啟動(Align)
雙對齊啟動(Double Align)
初始位置檢測(IPD)
慢速第一周期啟動(Slow First Cycle)

?啟動狀態(tài)處理?：

電機靜止?fàn)顟B(tài)
電機正向旋轉(zhuǎn)狀態(tài)
電機反向旋轉(zhuǎn)狀態(tài)

3. 保護機制

MCF8329A集成了全面的保護功能：

?電壓保護?：

PVDD欠壓鎖定(4.3-4.5V)
GVDD欠壓保護(7.3-7.8V)
自舉電容欠壓保護(3.9-5V)

?電流保護?：

VDS過流保護(可配置閾值)
分流電阻過流保護(固定0.5V閾值)
硬件鎖檢測電流限制
ADC鎖檢測電流限制

?熱保護?：

熱關(guān)斷(典型160-170°C)
熱滯后(16-20°C)

設(shè)計考慮

1. 外部元件選擇

MCF8329A需要配置適當(dāng)?shù)耐獠吭?/p>

?關(guān)鍵電容?：

PVDD旁路電容：0.1μF和≥10μF
自舉電容：1μF, 25V
GVDD電容：≥10μF, 30V
電荷泵電容：470nF

?電阻配置?：

nFAULT和FG引腳上拉電阻：5.1kΩ
BRAKE和DIR引腳下拉電阻：可選10kΩ

2. 布局建議

保持功率回路盡可能短
使用星形接地點連接所有接地
確保足夠的散熱設(shè)計
隔離模擬和數(shù)字地

開發(fā)支持

MCF8329A提供豐富的調(diào)試和監(jiān)控功能：

?監(jiān)控輸出?：

12位DAC輸出，可監(jiān)控算法變量
故障指示引腳(nFAULT)
速度反饋引腳(FG)

?配置接口?：

I2C接口用于寄存器配置
非易失性EEPROM存儲配置

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