三相BLDC電機應用的伺服驅(qū)動模塊

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/李寧遠)說到電機，說到伺服驅(qū)動模塊，市面上國內(nèi)國外對應的產(chǎn)品都非常多，很難用好或者不好來界定。日系品牌大多用自己的模塊，算法這些也都是保密的，具體參數(shù)指標不好一一對比，但從電機整體性能來看，其伺服水平無疑是國際領先的。歐美的品牌風格則完全不同，參數(shù)詳盡，大多數(shù)資料也是開放的，其性能在實際應用中與日系不分伯仲。

三相BLDC電機應用的伺服驅(qū)動模塊每每推陳出新，每次都能帶來一些新東西。

TMCM-1617

Trinamic，半導體運控行業(yè)的大神廠商，說他是行業(yè)風向標應該也不過分。由于ADI收購了Maxim，現(xiàn)在Trinamic屬于ADI旗下。近期一款被稱為“世界上最小最輕的伺服控制模塊”——TMCM-1617就來自Trinamic。

TMCM-1617是一款用于24V三相BLDC電機的輕量化小型化單軸伺服驅(qū)動器。擁有超輕鋁制外殼和先進的功能集成，尤其是盆栽模塊使得這款驅(qū)動器模塊相比其他市面產(chǎn)品更輕更小這一優(yōu)勢，這款產(chǎn)品首先瞄準的就是醫(yī)療，航空航天和機器人市場。

這款產(chǎn)品到底有多小多輕呢?官方給出的數(shù)據(jù)是37mm×27mm×11mm，重量僅為24克，可見并沒有夸大宣傳。如果單單只是小巧，那算不得有真本事。作為一款單軸伺服驅(qū)動模塊，TMCM-1617可以驅(qū)動的電流在短時間內(nèi)能達到18A RMS的峰值。雖然這是考慮到占空比、溫度以及冷卻等等眾多因素給出來的峰值，但其性能的強大已經(jīng)顯露。

驅(qū)動能力只是一方面，TMCM-1617還加上了硬件和定制選項中集成的面向現(xiàn)場的控制功能，包括高達100kHz的PWM以及電流控制回路。用Trinamic自己的話來形容就是“讓TMCM-1617成為全系列最堅固最高效的伺服驅(qū)動器”。

在位置反饋上，TMCM-1617支持三種模式，增量編碼器(ABN)，數(shù)字霍爾傳感器以及電源傳感搭配反饋系統(tǒng)，都屬于常見且實用的位置反饋方法。據(jù)悉，TMCM-1617的封裝模塊能夠使用之前難以實現(xiàn)的高電流環(huán)路頻率來保持較低的電流紋波，因此能夠以極高的動態(tài)特性實現(xiàn)越來越小的電氣驅(qū)動。但值得注意的是TMCM-1617僅包含最小的板載電容來穩(wěn)定電源電壓和最小化電流紋波，根據(jù)應用需要確保添加足夠的電容器。

DRV8311

上面的TMCM-1617是24V應用的產(chǎn)品，這里挑選的TI的DRV8311同樣是24V的三相BLDC驅(qū)動器模塊。

TI的伺服驅(qū)動以集成的智能化著稱，DRV8311具有集成FET，三個集成的MOSFET半橋，用于驅(qū)動三相無刷直流(BLDC)電機，用于5-V、9-V、12-V或18-V直流或1S至4S電池供電應用。這個系列的電流驅(qū)動能力也不容小覷，峰值5A的電流驅(qū)動絕對是行業(yè)領先的。該系列還配置了三個電流感應放大器(CSA)和集成電流感應，用于感應BLDC的三相電流，以此實現(xiàn)最佳的FOC和電流控制。

既然集成了MOSFET，那就不得不看一下其配置的功率器件的導通電阻。從TI官方給出的數(shù)據(jù)來看該系列配置的MOSFET導通電阻極低，僅為210mΩ(典型值)。具體選用了自家哪個型號的MOSFET就不得而知了。

DRV8311支持高達200 kHz的PWM頻率，并提供通過TI SPI(tSPI)生成和配置PWM定時器的能力，并允許直接通過tSPI接口控制多個BLDC電機。這個功能減少了主控制器控制多個電機所需的I/O端口數(shù)量。如此多控制接口選項，PWM的生成在MCU和DRV8311之間還是具有可選校準的。

小結

目前終端市場對電機性能提出了更高的要求，除了對性能的更高要求，更小的尺寸與更高的集成度也一直是各廠商著力的方向。對于伺服驅(qū)控模塊來說如果更小的尺寸上能有更高的器件或功能集成度，那么在應用時就能大幅簡化外圍器件與電路。這對BLDC電機整體的可靠性而言也是至關重要的。

原文標題：推陳出新，伺服驅(qū)動有“新東西”

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審核編輯:湯梓紅