本文將一個集成電路 (IC) 設(shè)計配置項目描述為具有動態(tài)過流檢測功能的集成智能鎖電機(jī)驅(qū)動器，可適應(yīng)不同的電源電壓和負(fù)載。

目前，大多數(shù)智能鎖使用電池供電。電池壽命通常約為六 (6) 個月，最長可達(dá)一年。這段時間的長短取決于所使用的無線技術(shù)（Wi-Fi、藍(lán)牙、ZigBee）以及門鎖和解鎖的頻率。?

正如設(shè)計示例中所部署的，電機(jī)由四節(jié) AA 電池供電。

智能鎖制造商使用不同的機(jī)制來檢測門閂打開或關(guān)閉的完成：限位開關(guān)、固定在軸上的加速度計、霍爾傳感器和設(shè)置在齒輪上的磁鐵等。它們都需要相關(guān)的外部組件以及電機(jī)驅(qū)動器我知道了。

鎖舌位置檢測方案之一是測量電機(jī)電流，并在鎖舌鎖定時關(guān)閉電機(jī)，同時電機(jī)電流增加到定義的閾值（見圖 1）。這種方法不需要額外的組件。然而，門檻必須相對于特定的電源電壓來確定，通常是充滿電的電池。

圖 1：電機(jī)電流波形

該設(shè)計的一項改進(jìn)是測量每個電機(jī)的均方根 (RMS) 電流并設(shè)置不同的電流水平以補(bǔ)償對比電池電壓（見圖 2）。本文介紹了如何?為這種設(shè)計方法配置?高電壓 GreenPAK? IC。

圖 2：帶補(bǔ)償?shù)碾姍C(jī)電流波形

建設(shè)運(yùn)營原則

一、操作原理

設(shè)計的行為分為三個部分，如圖 3 所示：

電機(jī)堵轉(zhuǎn)檢查：如果電機(jī)啟動100ms后電機(jī)電流過高，驅(qū)動器關(guān)閉機(jī)構(gòu)，測量電機(jī)電流。

電流電平設(shè)置：電流 CMP Vref 取決于電機(jī)電流（設(shè)置為高于測量值）。

過流等待：如果在此期間電機(jī)電流高于所選值，則電機(jī)將關(guān)閉。

圖 3：設(shè)計操作

2. HV GreenPAK 設(shè)計

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圖 4：HV GreenPAK 設(shè)計

當(dāng)前 CMP 的 RegFile 用于測量電機(jī)電流。有 16 個值，它們從高到低切換（見圖 5）。

圖 5：RegFile 數(shù)據(jù)

250 ms 后，寄存器文件切換兩個值以設(shè)置新的電流水平，如圖 6 所示。當(dāng)電機(jī)電流增加到這個新的電流水平時，該機(jī)制將關(guān)閉（見圖 7）。

圖 6：RegFile 使用

圖 7：電機(jī)關(guān)閉操作

對于不同的電源電壓和負(fù)載，電機(jī)電流會有所不同。對于更高的電機(jī)電流，“電機(jī)關(guān)閉水平”將變得更高。

應(yīng)用電路

圖 8：典型應(yīng)用電路

PIN#2 電機(jī)開啟——上升沿開啟電機(jī)。

PIN#3 Motor Direction – 電機(jī)方向旋轉(zhuǎn)：HIGH – 正向旋轉(zhuǎn)，LOW – 反向旋轉(zhuǎn)。

VDD 范圍：2.3 V – 5.5 V。

VDD2 范圍：3.6 V – 6.0 V。

電機(jī)測試

表 1：電機(jī)參數(shù)

電源電壓為 6.0 V 時，電機(jī)啟動電流約為 2 A，200 mS 后降低至標(biāo)稱值，具體取決于電源電壓（見圖 9-12）。

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圖 9：電機(jī)啟動電流波形，電源 3.6 V

圖 10：電機(jī)空載電流，電源 3.6 V

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圖 11：電機(jī)啟動電流波形，電源 6.0 V

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圖 12：電機(jī)空載電流，電源 6.0 V

設(shè)計操作波形

普通手術(shù)

電源：6.0 V。

電機(jī) RMS 電流：170 mA。

電機(jī)關(guān)閉電流：620 mA。

圖 13：空載電機(jī)，電源 6.0 V

電源：3.6V。

電機(jī) RMS 電流：127 mA。

電機(jī)關(guān)閉電流：460 mA。

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圖 14：空載電機(jī)，電源 3.6 V

電源：3.0V。

電機(jī) RMS 電流：310 mA。

電機(jī)關(guān)閉電流：670 mA。

圖 15：負(fù)載電機(jī)，電源 3.0 V

啟動時電機(jī)堵轉(zhuǎn)

電機(jī)失速檢測時間為 100 毫秒。如果在啟動后 100 毫秒內(nèi)電機(jī)電流較高，則發(fā)動機(jī)自動關(guān)閉。

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圖 16：電機(jī)停轉(zhuǎn)，電源 3.6 V – 6.0 V

結(jié)論

本文說明了一個使用高壓 GreenPAK 的具體示例。它描述了針對特定電機(jī)和電池組的集成電路定制。這是一個非常靈活的電機(jī)控制解決方案，使用可配置的內(nèi)部邏輯，支持設(shè)計人員的偏好。電機(jī)驅(qū)動器在 GreenPAK 中的集成意味著整個電路適合于一個很小的物理空間。?

當(dāng)電機(jī)電流或電源電壓發(fā)生變化時，設(shè)計人員可以定制電路。GreenPAK 還允許設(shè)計恒流和穩(wěn)定電壓的電機(jī)驅(qū)動器，具有嵌入式保護(hù)功能，如過流、欠壓、過熱等。?

審核編輯：劉清