前言

隨著汽車電氣化與智能化浪潮的深度演進(jìn)，步進(jìn)電機(jī)在汽車中的應(yīng)用愈發(fā)廣泛——精準(zhǔn)自動(dòng)調(diào)節(jié)的出風(fēng)口、隨動(dòng)轉(zhuǎn)向的智能大燈、熱管理系統(tǒng)的電子閥等，都離不開它的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，而高性能驅(qū)動(dòng)芯片則是其精準(zhǔn)工作的核心。為進(jìn)一步滿足汽車行業(yè)嚴(yán)苛的應(yīng)用需求，納芯微電子推出第二代車規(guī)級(jí)高性能步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器NSD8389-Q1，“車規(guī)級(jí)可靠+高精度平滑控制+全鏈路安全保護(hù)”三大核心優(yōu)勢(shì)，為市場(chǎng)提供高集成度驅(qū)動(dòng)解決方案，讓智能控制更省心。

一產(chǎn)品概述

NSD8389-Q1是一款汽車級(jí)高集成式雙極性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，具備8種可編程衰減模式、PWM展波抖頻、壓擺率調(diào)節(jié)、死區(qū)配置、無感堵轉(zhuǎn)檢測(cè)、相位計(jì)數(shù)、集成串行外設(shè)接口(SPI)、過熱報(bào)警及關(guān)斷等特性，且當(dāng)EN輸入低或VS或VDDIO低于POR閾值時(shí)，設(shè)備具有低靜態(tài)電流的睡眠模式。其核心優(yōu)勢(shì)在于“車規(guī)級(jí)環(huán)境適配、高精度平滑控制、全鏈路安全保護(hù)”等，具有出色的性能和穩(wěn)定性，專為電子膨脹閥、頭燈步進(jìn)電機(jī)、HUD調(diào)節(jié)電機(jī)和隱藏式出風(fēng)口等汽車步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)而設(shè)計(jì)。

功能框圖

參數(shù)表：

二核心技術(shù)特性

1.強(qiáng)勁的電氣性能

NSD8389-Q1擁有4.5V至36V的寬工作電壓范圍，峰值耐壓達(dá)40V，可輕松應(yīng)對(duì)汽車電源系統(tǒng)的各種波動(dòng)情況；VDDIO支持3V-5.5V，兼容3.3V和5V系統(tǒng)。該芯片提供高達(dá)1.5A的全量程驅(qū)動(dòng)電流，導(dǎo)通電阻典型值僅為900mΩ（高邊+低邊MOSFET總和），實(shí)現(xiàn)了小體積、低內(nèi)阻與大電流的完美結(jié)合。且?guī)в械凸脑O(shè)計(jì)：睡眠模式下VS側(cè)電流≤10μA、VDDIO側(cè)電流≤10μA，降低整車功耗。

2.高精度平滑控制

NSD8389-Q1支持最高256微步的細(xì)分能力，將電機(jī)單整步（1.8°）分解為0.007°的微小步距。想象一下傳統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)如同爬樓梯，每一步都能感受到明顯的頓挫；而NSD8389-Q1驅(qū)動(dòng)下的電機(jī)，則如同在平緩的斜坡上行走，流暢而自然。這種精密的控制能力使得電機(jī)運(yùn)行極其平滑、振動(dòng)顯著減小、噪音更低，對(duì)于提升汽車的駕乘舒適性至關(guān)重要。

芯片還提供8種可編程衰減模式，支持PWM展頻、壓擺率配置和死區(qū)配置，讓工程師可以靈活優(yōu)化電機(jī)運(yùn)行性能。其A版本支持BLANK和OPL時(shí)間配置，進(jìn)一步增強(qiáng)了應(yīng)用的靈活性。

3.無感堵轉(zhuǎn)檢測(cè)

納芯微步進(jìn)電機(jī)采用反電勢(shì)法進(jìn)行堵轉(zhuǎn)檢測(cè)，芯片通過內(nèi)部ADC監(jiān)控電機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)來判斷是否發(fā)生堵轉(zhuǎn)，與上一代產(chǎn)品NSD8381-Q1的堵轉(zhuǎn)檢測(cè)原理一致：在正常情況下，電機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)，反電勢(shì)電壓和繞組電流電壓構(gòu)成電機(jī)繞組電壓，因此可利用繞組電流為零時(shí)繞組電壓來檢測(cè)反電勢(shì)；又因反電勢(shì)電壓和電機(jī)的角速度成正比，當(dāng)電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)，速度為零，角速度為零，此時(shí)反電勢(shì)也為零，所以通過檢測(cè)電流為零時(shí)反電動(dòng)勢(shì)的變化來判斷是否堵轉(zhuǎn)。且NSD8389-Q1支持配置采樣延遲（CV_DELAY：0-6400μs）、檢測(cè)增益（CV_GAIN：1x/2x/5x/10x）和連續(xù)檢測(cè)次數(shù)（CV_STALL_NUM：1-7次），提升檢測(cè)靈活性和準(zhǔn)確性。

NSD8389-Q1無需在機(jī)械結(jié)構(gòu)中安裝霍爾傳感器等額外硬件，提高了系統(tǒng)可靠性，并降低了成本和設(shè)計(jì)復(fù)雜度。

4.完善保護(hù)+車規(guī)級(jí)認(rèn)證

芯片內(nèi)部集成了完善的保護(hù)功能，如欠壓鎖定（UVLO）、過流保護(hù)（OCP）、過溫保護(hù)（OTP）等，確保了系統(tǒng)在各種異常情況下的安全。還具備輸出負(fù)載的開路診斷與保護(hù)功能，每個(gè)通道均配置過流檢測(cè)和負(fù)載開路檢測(cè)，全面保障系統(tǒng)的安全性和可靠性。

芯片符合AEC-Q100車規(guī)級(jí)認(rèn)證，工作結(jié)溫范圍為-40℃~150℃，能夠適應(yīng)各種苛刻的車載環(huán)境。

三靈活的系統(tǒng)適配

1.接口與控制

NSD8389-Q1提供兩種控制接口選擇，一種是簡(jiǎn)單的STEP（脈沖）/DIR（方向）接口可用于基礎(chǔ)控制需求，另一種是16位SPI接口可用于精細(xì)配置微步進(jìn)、衰減模式、電流等所有參數(shù)，并支持菊花鏈模式，能允許單個(gè)MCU控制多個(gè)驅(qū)動(dòng)器，節(jié)省MCU引腳，簡(jiǎn)化多電機(jī)系統(tǒng)的布線設(shè)計(jì)。接口靈活性的設(shè)計(jì)使得NSD8389-Q1能夠適應(yīng)從簡(jiǎn)單的風(fēng)門控制到復(fù)雜的安全系統(tǒng)等不同層級(jí)的應(yīng)用需求，為工程師提供了充分的設(shè)計(jì)自由度。

2.封裝與版本選擇

NSD8389-Q1提供HTSSOP24和VQFN24兩種封裝形式，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的空間和散熱需求：HTSSOP24封裝（7.80mm×4.40mm）引腳間距0.5mm，便于手工焊接與維修，適合小批量試制或需后期維護(hù)的場(chǎng)景；VQFN24封裝（4mm×4mm×0.85mm）超小體積，適配HUD投影儀、隱藏式出風(fēng)口等空間受限場(chǎng)景，表面貼裝工藝兼容汽車電子量產(chǎn) SMT 生產(chǎn)線。并根據(jù)DRV-DIS默認(rèn)狀態(tài)以及BLANK和OPL時(shí)間配置的不同，NSD8389-Q1區(qū)分為A和非A版本，為用戶提供了更靈活的選擇空間。

封裝圖

選型表

四

廣泛應(yīng)用場(chǎng)景與市場(chǎng)前景

NSD8389-Q1憑借其卓越性能，在汽車電子領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用前景。

1.汽車電子應(yīng)用場(chǎng)景

如前大燈位置控制，可實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)遠(yuǎn)光燈和隨動(dòng)轉(zhuǎn)向等高級(jí)功能；在HUD抬頭顯示系統(tǒng)中，NSD8389-Q1可用于投影儀的調(diào)節(jié)執(zhí)行器，確保顯示信息的清晰度和穩(wěn)定性；還可用于熱管理系統(tǒng)中的閥門控制，以及隱藏式出風(fēng)口的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，全面提升汽車的智能化水平和駕乘體驗(yàn)。

2.市場(chǎng)前景

隨著步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)市場(chǎng)的持續(xù)增長(zhǎng)，NSD8389-Q1的推出恰逢其時(shí)。

據(jù)市場(chǎng)研究報(bào)告預(yù)測(cè)，2025年至2030年，中國(guó)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模將突破百億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率保持穩(wěn)定增長(zhǎng)，而其中新能源汽車領(lǐng)域?qū)Ω呔炔竭M(jìn)電機(jī)的需求占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位。中國(guó)作為全球重要的步進(jìn)電機(jī)市場(chǎng)，NSD8389-Q1具有遠(yuǎn)大的市場(chǎng)前景。

五

結(jié)語

NSD8389-Q1的推出代表著國(guó)產(chǎn)車規(guī)級(jí)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的更進(jìn)一步。這顆小小的芯片，承載的不僅是電流與信號(hào)，更是對(duì)安全、舒適、智能駕乘體驗(yàn)的執(zhí)著追求。它可能永遠(yuǎn)不會(huì)被終端用戶直接看見，但它的價(jià)值，將在每一次流暢而可靠的操作中得到最好的證明。

隨著汽車智能化趨勢(shì)的加速，這種高集成度、高可靠性的芯片將成為新一代汽車電子系統(tǒng)的核心組成部分，為駕駛員和乘客帶來更安全、更舒適、更智能的駕乘體驗(yàn)。未來，納芯微將繼續(xù)深耕汽車電子領(lǐng)域，通過不斷創(chuàng)新和技術(shù)突破，為汽車產(chǎn)業(yè)智能化轉(zhuǎn)型提供強(qiáng)有力的技術(shù)。