小功率电机驱动方案及驱动IC的选择

电机驱动作为工业4.0中工厂自动化整个闭环中的执行器环节，其性能好坏直接影响到整个闭环的性能。因此，工业4.0对电机驱动提出了更高的性能和功能要求，例如更快的响应速度、更高的带宽、更高精度的位置和速度控制、以及更丰富的网络互联功能等。针对不同应用场合的电机，我们应该选择与之相对应的驱动方案。简单地来说，功率大的电机应该选用内阻小、电流容许大的驱动，功率小的电机就可以选用较低功率的驱动。直流小功率电机广泛适用于家电、工控、计算机等诸多设备。较常规的方法是采用 PWM 控制,常见的驱动有两种方式：

一、采用集成电机驱动芯片；

二、采用MOSFET和专用栅极驱动芯片。

图1

在高集成度的应用中，传统电机控制链路MCU + Gate Driver + MOSFET（如图1）中已经出现了MCU+ Pre-Driver集成，或是Pre-Driver+MOSFET功率模组集成的方式，甚至在一些小功率应用中还出现了集成全部链路的情形。而在便携设备、IOT和5G应用中，对电机驱动在高精度、小型化、高集成度、低功耗的要求越来越高；而自动化生产线则对电机驱动的高可靠性和长寿命提出了苛刻的要求。

按集成度的不同，有3种电机驱动器方案：系统单芯片(SoC)方案、集成的控制方案(ICS)和门极驱动器方案。

SoC方案将DC-DC、门极驱动器、控制器、逆变器及反馈/保护等集成到单个芯片上，集成度高，适合空间受限的应用，简单易用。

ICS方案相对于SoC方案，没有集成逆变器，因而可通过外部MOSFET支持宽范围的功率，适用于功率较大的应用，灵活性较高。

门极驱动器方案则只集成DC-DC、门极驱动器和反馈/保护，因为控制器和功率器件都在外部，所以具有的灵活度。

门级驱动方案因其灵活性和传统性，在非汽车市场有较多的应用，比如应用在风扇、电动工具、按摩椅等小功率场合。有隔离门级驱动产品和非隔离门级驱动产品。

数明半导体提供高可靠性的门级驱动，产品覆盖200V及600V工作电压范围，可供客户选择各种驱动电流以及半桥、全桥设计。