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AN-CM-298智能锁电机驱动器,电池放电补偿

内容

术语和定义

DC.直流
PWM.脉冲宽度调制
CMP.比较器
CCMP.电流比较器
微控制器微控制器单元
HV.高压
GPO.通用输出

工具书类

有关文件和软件,请访问:

https://www.dialog-seminile.com/configurable-mixed-signal.

下载我们的免费格林帕克设计软件[1]打开.gp文件[2]并查看所提出的电路设计。使用格林帕克开发工具[3.]在几分钟内将设计冻结到您自己的定制IC中。yabo国际娱乐对话框半导体提供完整的应用程序笔记库[4.]具有设计示例以及对话框IC中的功能和块的说明。

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  2. AN-CM-298智能锁电机驱动器,电池放电补偿.GP格林帕克设计文件,对话框yabo国际娱乐
  3. GreenPAK开发工具格林帕克开发工具网页,对话框yabo国际娱乐
  4. GreenPak应用笔记格林帕克应用笔记网页,对话框半导体yabo国际娱乐

作者:Petro Zhuk

介绍

大多数智能锁使用电池供电,电池寿命通常为6个月至1年。这一时间取决于所使用的无线技术(Wi-Fi、蓝牙、ZigBee),以及门锁和开锁的频率。在许多情况下,电机由四节AA电池供电,本设计示例中也使用了这种电池。

智能锁定制造商使用不同的机制来检测锁定打开/关闭的完成:限位开关,固定在轴上固定在齿轮上的加速度计,固定在齿轮上的磁体等。所有这些都需要相关的外部部件以及电机驱动器IC。。

其中一个锁定位置检测方案正在测量电动机电流,当止锁锁时关闭电动机,同时电机电流增加到定义的阈值,请参阅图1。此方法不需要特殊的额外组件。但是,必须相对于特定电源电压设定阈值,通常是完全充电的电池。

图1:电机电流波形

对设计的改进是测量每个电机的RMS电流,并设置不同的电流电平以补偿不同的电池电压,请参阅图2。本应用笔记介绍如何为这种设计方法配置高压GreenPak IC。

图2:电机电流波形,具有补偿

结构与工作原理

工作原理

设计行为可分为三个部分,请参见图3.

电机失速检查:如果启动电机100 ms后电机电流过高,则驾驶员关闭电机。同时,此时测量电机电流。

电流级别设置:根据电机电流(设置高于测量值)设置电流CMP VREF。

过电流等待:如果在此期间电机电流高于所选值,则电机将关闭。

图3:设计操作

HV GreenPAK设计

p100#yis1
图4:HV GreenPAK设计

用于电流CMP的Regfile用于测量电机电流。有16个值,从较高到更低,看图5.

P103#yIS1
图5:RegFile数据

250 ms后,通过两个值切换寄存器文件以设置新的电流电平,如中所示图6.. 当电机电流增加到新的电流水平时,电机将关闭,请参阅图7.

图6:Regfile使用
图7:电机关闭操作

对于不同的电源电压和负载,电机电流将不同。对于更高的电机电流“电机关闭水平”将变高。

应用电路

图8:典型应用电路

PIN#2电机上升沿开启电机。

PIN#3电机方向 - 电机方向旋转:高前旋转,低反向旋转。

VDD范围:2.3 V - 5.5 V.

VDD2范围:3.6 V–6.0 V。

运动试验

表1:电机参数
绕组电阻
绕组电感
空载均方根电流
电源6.0 V
电源3.6 V
欧姆
文科硕士
文科硕士
1.6
730.
170.
130.

电动机启动电流为电源6.0 V,200ms降低到标称值,这取决于电源电压。看图9.通过图12.

p146#yis1
图9:电机启动电流波形,电源3.6 V
p149#yis1
图10:电机空载电流,电源3.6 V
p152#yis1
图11:电机启动电流波形,电源6.0 V
P155#yIS1
图12:电机空载电流,电源6.0 V

设计操作波形

普通手术

电源:6.0 V.

电机均方根电流:170毫安。

电机关闭电流:620毫安。

p171#yis1
图13:无负载电机,电源6.0 V.

电源:3.6伏。

电机RMS电流:127 mA。

电机关闭电流:460 mA。

p177#yis1
图14:空载电机,电源3.6 V

电源:3.0 V.

电机RMS电流:310 mA。

电机关闭电流:670 mA。

P183#yIS1
图15:负载电机,电源3.0 V.

在开始时停滞不前电机

电机失速检测时间为100毫秒。如果启动后电机电流高100毫秒,电机将自动关闭电机。

p187#yis1.
图16:停滞电机,电源3.6 V - 6.0 V.

结论

本应用笔记描述了高压GreenPak的一个具体示例,以及如何为特定电机和电池设置定制。使用可配置的内部逻辑支持支持设计器首选项是一种非常灵活和简单的解决方案。电机驱动器在GreenPak中的集成表示整个电路适合在非常小的物理空间内。

设计者可以根据电机电流或电源电压的变化来定制电路。GreenPAK还允许设计具有过流、欠压、超温等嵌入式保护功能的恒流和恒压电机驱动器。