Texas Instruments MCT8316Ax/MCT8316Ax-Q1高速無傳感器梯形控制無刷直流 (BLDC) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器提供單芯片、無代碼、無傳感器梯形解決方案，適用于要求高速運(yùn)行（高達(dá)3kHz電氣）或極快啟動(dòng)時(shí)間（支持<50ms）的12V至24V無刷直流 (BLDC) 應(yīng)用，峰值電流高達(dá)8A 。MCT8316Ax/MCT8316Ax-Q1集成了三個(gè)1/2H橋，具有40V絕對(duì)最大電壓能力和95mΩ（高側(cè)加低側(cè)）的超低導(dǎo)通電阻 (R DS(ON) )?？烧{(diào)降壓穩(wěn)壓器和LDO的電源管理功能可生成器件的3.3V或5.0V電壓軌，并為外部電路供電。從電機(jī)啟動(dòng)行為到閉環(huán)運(yùn)行，通過寄存器設(shè)置 (MCT8316AV/MCT8316AV-Q1) 或硬件引腳 (MCT8316AT)，無傳感器梯形控制高度可配置。MCT8316AV/MCT8316AV-Q1元件的寄存器設(shè)置可在非易失性EEPROM中進(jìn)行，器件配置后可獨(dú)立運(yùn)行。這些器件通過PWM輸入、模擬電壓或 I^2^C命令接收速度指令。MCT8316Ax-Q1器件符合汽車應(yīng)用類AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments MCT8316Ax，MCT8316Ax-Q1無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

特性

• 集成無傳感器電機(jī)控制算法的三相BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)器
  • 無代碼高速梯形控制
  • 支持高達(dá)3 kHz（電氣頻率）
  • 超快啟動(dòng) (<50ms)
  • 快速減速 (<150ms)
  • 支持120°或150°調(diào)制，以改善聲學(xué)性能
  • 通過正向重新同步和反向驅(qū)動(dòng)支持風(fēng)車
  • 主動(dòng)消磁支持減少功率損耗
  • 可配置電機(jī)啟動(dòng)和停止選項(xiàng)
  • 可選閉環(huán)速度控制
  • 防電壓浪涌保護(hù)可防止過壓
  • 通過DACOUT進(jìn)行可變監(jiān)控
• 4.5V至35V工作電壓（絕對(duì)最大值40V）
• 高峰值輸出電流能力：8A
• 低MOSFET導(dǎo)通電阻 (R DS(ON) )（高側(cè)+低側(cè)）：95mΩ（TA = +25°C時(shí)）
• 低功耗睡眠模式：3μA（最大值）（VVM = 24V，TA = +25°C時(shí)）
• 速度環(huán)精度
  • 3%（內(nèi)部時(shí)鐘）
  • 1%（外部時(shí)鐘基準(zhǔn)）
• 靈活的器件配置選項(xiàng)
  • MCT8316AV/MCT8316AV-Q1該型號(hào)提供 I^2^C接口（用于存儲(chǔ)配置的EEPROM非易失性存儲(chǔ)器）
  • MCT8316AT型號(hào)提供基于硬件引腳的配置
• 支持高達(dá)100 kHz PWM頻率，支持低電感電機(jī)
• 它無需外部電流檢測(cè)電阻器
• 內(nèi)置3.3V (5%)、20mA LDO穩(wěn)壓器
• 內(nèi)置3.3V/5V、170mA降壓穩(wěn)壓器
• DRVOFF獨(dú)立引腳禁用輸出
• 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)
  • 電機(jī)鎖定檢測(cè)（5種不同類型）
  • 過流保護(hù) (OCP)
  • 熱警告和熱關(guān)斷 (OTW/OTSD)
  • 故障狀態(tài)指示引腳 (nFAULT)
  • 可選故障診斷（通過I^2^C接口進(jìn)行）

規(guī)范

• 1個(gè)PWM、模擬和串行控制接口
• 電源電壓范圍：4.5V至35V
• 峰值輸出繞組電流：8A
• 邏輯輸入電壓范圍：-0.1V至5.5V
• 開漏上拉電壓范圍：-0.1V至5.5V
• 開漏輸出電流能力：5mA
• PWM輸入頻率范圍：0.01kHz至100kHz
• PWM輸入分辨率范圍：8位至12位
• 7.00mm x 5.00mm x 1.00mm、40引腳VQFN封裝
• 0.5mm引腳間距
• 溫度范圍
  • 工作溫度范圍：-40°C至+125°C
  • 儲(chǔ)存溫度范圍：-65°C至+150°C
• 靜電放電 (ESD)
  • ±1000V（人體模型 (HBM)，符合ANSI/ESDA/JEDEC JS-001標(biāo)準(zhǔn)）
  • ±250 V（充電器件模型 (CDM)，符合ANSI/ESDA/JEDEC JS-002標(biāo)準(zhǔn)）

簡(jiǎn)化示意圖

MCT8316AT框圖

MCT8316AV 方框圖

基于MCT8316A的無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)解析?

?一、器件概述?

MCT8316A是德州儀器（TI）推出的高集成度無刷直流電機(jī)（BLDC）驅(qū)動(dòng)器，采用?無傳感器梯形控制算法?，支持高達(dá)3kHz的電氣頻率和快速啟動(dòng)（<50ms），適用于12-24V供電、峰值電流8A的電機(jī)系統(tǒng)。其核心優(yōu)勢(shì)包括：

• ?高度集成?：內(nèi)置3個(gè)半橋MOSFET（總RDS(ON)僅95mΩ@25℃）、Buck/LDO穩(wěn)壓器（3.3V/5V輸出）、電荷泵及保護(hù)電路。
• ?靈活配置?：提供I2C（MCT8316AV）和硬件引腳（MCT8316AT）兩種配置方式，支持PWM/模擬/頻率/I2C多種速度輸入模式。
• ?低功耗?：睡眠模式下靜態(tài)電流低至3μA（典型值）。

?二、關(guān)鍵特性與技術(shù)創(chuàng)新?

1. ?控制算法優(yōu)化?
   • ?高速梯形控制?：支持120°/150°調(diào)制模式，改善電機(jī)聲學(xué)性能。
   • ?快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)?：?jiǎn)?dòng)時(shí)間<50ms，減速時(shí)間<150ms，支持正向重同步和反向驅(qū)動(dòng)。
   • ?主動(dòng)退磁技術(shù)?：降低功率損耗，提升效率。
2. ?電源管理?
   • ?集成Buck穩(wěn)壓器?：輸出3.3V或5V（最大170mA），可為外部電路供電。
   • ?LDO穩(wěn)壓器?：3.3V/20mA輸出，簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
3. ?保護(hù)功能?
   • 過流（OCP）、欠壓（UVLO）、過熱（OTW/TSD）、電機(jī)堵轉(zhuǎn)檢測(cè)（5種模式）等全保護(hù)機(jī)制。
   • 故障指示引腳（nFAULT）及I2C診斷接口，便于系統(tǒng)調(diào)試。

?三、典型應(yīng)用場(chǎng)景?

1. ?家用電器?：吸塵器電機(jī)、風(fēng)扇/水泵驅(qū)動(dòng)。
2. ?汽車電子?：燃油泵、散熱風(fēng)扇（符合AEC-Q1標(biāo)準(zhǔn)）。
3. ?工業(yè)設(shè)備?：醫(yī)療CPAP呼吸機(jī)風(fēng)機(jī)、機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)。

?四、設(shè)計(jì)要點(diǎn)與注意事項(xiàng)?

1. ?PCB布局建議?
   • 功率地（PGND）與信號(hào)地分離，減少噪聲耦合。
   • 在VM引腳附近放置0.1μF+大容量陶瓷電容以抑制電壓尖峰。
2. ?參數(shù)配置示例?
   • ?速度控制?：通過SPD_CTRL_MODE選擇PWM模式（0.01-95kHz）或模擬模式（0-3V對(duì)應(yīng)速度）。
   • ?保護(hù)閾值?：通過I2C設(shè)置CBC_ILIMIT（周期過流閾值）和LOCK_ILIMIT（堵轉(zhuǎn)閾值）。
3. ?熱管理?
   • 器件結(jié)溫需控制在150℃以內(nèi)，建議采用散熱焊盤設(shè)計(jì)（RθJA=25.7°C/W）。

?五、性能對(duì)比與選型?