Texas Instruments MCT8329A三相BLDC 柵極驅(qū)動(dòng)器提供單芯片、無代碼、無傳感器梯形解決方案，用于需要高速運(yùn)行或極快啟動(dòng)的應(yīng)用。該器件提供三個(gè)半橋柵極驅(qū)動(dòng)器，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器可驅(qū)動(dòng)高側(cè)和低側(cè)N溝道功率MOSFET。該器件使用內(nèi)部電荷泵生成正確的柵極驅(qū)動(dòng)電壓，并通過自舉電路增強(qiáng)高側(cè)MOSFET。包括涓流電荷泵，支持100%占空比。該柵極驅(qū)動(dòng)架構(gòu)支持高達(dá)1A拉電流和2A灌電流的峰值柵極驅(qū)動(dòng)電流。MCT8329A采用單電源供電，支持4.5V至60V寬輸入電源電壓范圍。

數(shù)據(jù)手冊(cè)；*附件：Texas Instruments MCT8329A三相BLDC柵極驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

無傳感器梯形控制可通過非易失性EEPROM (MCT8329A1I) 中的寄存器設(shè)置進(jìn)行高度配置，從電機(jī)啟動(dòng)行為到閉環(huán)操作，一旦配置完成，該器件即可獨(dú)立工作。使用支持單個(gè)外部分流電阻器的集成電流檢測(cè)放大器檢測(cè)電機(jī)電流。該器件通過PWM輸入、模擬電壓、變頻方波或I^2^C命令接收速度命令。Texas Instruments MCT8329A集成多種保護(hù)特性，旨在出現(xiàn)故障事件時(shí)保護(hù)該器件、電機(jī)和系統(tǒng)。

特性

集成無傳感器電機(jī)控制算法的三相BLDC柵極驅(qū)動(dòng)器
- 無代碼高速梯形控制
- 支持高達(dá)3kHz（電氣頻率）
- 超快啟動(dòng)：<50ms
- 快速減速：<150ms
- 支持120°或150°調(diào)制，提高聲學(xué)性能
- 正向和反向風(fēng)車支持
- 模擬、PWM、頻率或基于I^2^C的控制輸入
- 可配置電機(jī)啟動(dòng)和停止選項(xiàng)
- 可選閉環(huán)速度或功率控制、開環(huán)電壓控制
- 5點(diǎn)可配置參考配置文件支持
- 防電壓浪涌可防止過壓
- 通過DACOUT進(jìn)行可變監(jiān)控
65V三相半橋柵極驅(qū)動(dòng)器
- 驅(qū)動(dòng)三個(gè)高側(cè)和三個(gè)低側(cè)N溝道MOSFE（4.5V至60V工作電壓）
- 支持100%脈寬調(diào)制 (PWM) 占空比
- 基于自舉的柵極驅(qū)動(dòng)器架構(gòu)
- 峰值拉/灌電流：1A/2A（最大值）
集成式電流感應(yīng)放大器
- 可調(diào)增益：5V/V、10V/V、20V/V、40V/V
低功率睡眠模式
- 5μA（最大值）（V ~~PVDD~~ =24V，T A =25°C時(shí)）
速度環(huán)路精度：<3%（內(nèi)部時(shí)鐘）
支持高達(dá)100kHz的PWM頻率
精確的LDO (AVDD) 3.3V ±3%、 50mA支持，AVDD連接到VREG
獨(dú)立驅(qū)動(dòng)器關(guān)斷路徑 (DRVOFF)
擴(kuò)頻功能，用于降低EMI
整套集成保護(hù)特性
- 電源欠壓閉鎖 (UVLO)
- 電機(jī)鎖定檢測(cè)（3種不同類型）
- 過流保護(hù) (OCP)
- 熱關(guān)斷 (TSD)
- 故障狀態(tài)指示引腳 (nFAULT)
- 通過I^2^C接口可選故障診斷

簡(jiǎn)化示意圖

MCT8329A高速無傳感器梯形控制三相BLDC柵極驅(qū)動(dòng)器技術(shù)解析

一、MCT8329A概述

MCT8329A是德州儀器(TI)推出的一款高度集成的三相無刷直流(BLDC)電機(jī)驅(qū)動(dòng)解決方案，專為需要高速運(yùn)行(最高3kHz電氣頻率)或極快啟動(dòng)時(shí)間(<50ms)的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。該器件集成了無傳感器梯形控制算法、三相半橋柵極驅(qū)動(dòng)器和豐富的保護(hù)功能，無需編寫代碼即可實(shí)現(xiàn)完整的電機(jī)控制方案。

?主要特性?：

集成無傳感器梯形控制算法，支持高達(dá)3kHz的電氣頻率
65V三相半橋柵極驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)3個(gè)高邊和3個(gè)低邊N溝道MOSFET
4.5至60V工作電壓范圍，支持100% PWM占空比
集成電流檢測(cè)放大器，可調(diào)增益(5/10/20/40V/V)
低功耗睡眠模式(最大5μA @ VPVDD=24V)
支持模擬、PWM、頻率或I2C控制輸入
豐富的保護(hù)特性：欠壓鎖定(UVLO)、電機(jī)鎖定檢測(cè)、過流保護(hù)(OCP)、熱關(guān)斷(TSD)等

二、關(guān)鍵功能詳解

1. 柵極驅(qū)動(dòng)架構(gòu)

MCT8329A采用互補(bǔ)推挽拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)高邊和低邊MOSFET。低邊柵極驅(qū)動(dòng)器直接由GVDD穩(wěn)壓器供電，高邊柵極驅(qū)動(dòng)器則采用自舉電路和集成二極管生成浮動(dòng)?xùn)艠O電壓。器件還集成了涓流電荷泵以支持100%占空比操作。

?驅(qū)動(dòng)特性?：

峰值源電流1A，峰值灌電流2A
可配置死區(qū)時(shí)間(50-1000ns)
高邊具有半主動(dòng)下拉，低邊具有被動(dòng)下拉功能，防止睡眠狀態(tài)或電源斷開時(shí)MOSFET意外導(dǎo)通

2. 電源管理

器件集成了多個(gè)穩(wěn)壓器：

?AVDD?：3.3V/80mA線性穩(wěn)壓器，可為外部電路供電
?DVDD?：數(shù)字核心穩(wěn)壓器，可通過VREG引腳由外部供電或內(nèi)部AVDD供電
?GVDD?：柵極驅(qū)動(dòng)穩(wěn)壓器，輸出電壓約13V(典型值)

3. 控制接口

MCT8329A提供多種控制模式：

?模擬模式?：通過SPEED/WAKE引腳輸入0-3V模擬電壓控制速度
?PWM模式?：通過PWM信號(hào)占空比控制速度(0.01-95kHz)
?頻率模式?：通過方波頻率控制速度(3-32.767kHz)
?I2C模式?：通過I2C接口直接寫入速度命令

4. 電機(jī)啟動(dòng)與控制

MCT8329A支持多種啟動(dòng)方式：

?對(duì)齊啟動(dòng)?：通過直流電流強(qiáng)制電機(jī)對(duì)齊
?雙對(duì)齊啟動(dòng)?：提高啟動(dòng)可靠性
? 初始位置檢測(cè)(IPD) ?：利用電機(jī)電感變化確定轉(zhuǎn)子位置
?慢速第一周期?：以低頻啟動(dòng)確保同步

?控制特性?：

120°或150°換相，改善聲學(xué)性能
可配置超前角控制(-20°至+15°)
支持速度閉環(huán)、功率閉環(huán)和電壓開環(huán)控制
快速減速功能(<150ms從100%降至10%速度)

三、保護(hù)功能

MCT8329A集成了全面的保護(hù)機(jī)制：

?電源保護(hù)?：
- PVDD欠壓鎖定(UVLO)
- GVDD欠壓保護(hù)
- 自舉電容欠壓保護(hù)
?電流保護(hù)?：
- MOSFET VDS過流保護(hù)(可調(diào)閾值)
- 電流檢測(cè)電阻過流保護(hù)(固定0.5V閾值)
- 逐周期電流限制
- 鎖定電流限制
?電機(jī)保護(hù)?：
- 異常速度檢測(cè)
- 同步丟失檢測(cè)
- 無電機(jī)檢測(cè)
?熱保護(hù)?：
- 熱關(guān)斷(TSD)帶自動(dòng)恢復(fù)或鎖存模式選項(xiàng)

四、典型應(yīng)用

MCT8329A非常適合以下應(yīng)用場(chǎng)景：

無刷直流電機(jī)模塊
無繩吸塵器
HVAC鼓風(fēng)機(jī)和通風(fēng)設(shè)備
家電風(fēng)扇和泵
無繩園林工具和電動(dòng)工具，割草機(jī)

五、設(shè)計(jì)考慮

?布局指南?：
- 使用X5R或X7R陶瓷電容進(jìn)行電源去耦
- 保持柵極驅(qū)動(dòng)回路面積最小化
- 將電流檢測(cè)電阻靠近器件放置
?熱管理?：
- VQFN封裝熱阻RθJA為37.7°C/W
- 在高功率應(yīng)用中需考慮散熱設(shè)計(jì)
?EMI優(yōu)化?：
- 啟用擴(kuò)頻調(diào)制(SSM)功能
- 適當(dāng)選擇PWM頻率(5-100kHz)平衡EMI和效率

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