電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的功耗計(jì)算
在為特定應(yīng)用選擇電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC時(shí),一個(gè)關(guān)鍵考慮因素是可通過該器件驅(qū)動(dòng)的最大電流。器件和PCB的熱性能常常限制了電機(jī)驅(qū)動(dòng)器能夠安全處理的電流。正因如此,在設(shè)計(jì)電機(jī)應(yīng)用時(shí),計(jì)算電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的總功耗至關(guān)重要。
要計(jì)算電機(jī)驅(qū)動(dòng)器中的近似功耗,必須考慮電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC內(nèi)部的所有功耗源,例如FET導(dǎo)通電阻中的功耗。
Rds(on)耗散
電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC內(nèi)最大的功耗源是FET導(dǎo)通電阻或Rds(on)中的功耗。例如,H橋(使用高邊FET和低邊FET)的功耗為:
其中,P(Rds)為輸出FET中的功耗;HS為高邊FET的電阻;LS為低邊FET的電阻,Io是加載到電機(jī)中的RMS輸出電流。
清注意:
Rds(on)會(huì)隨溫度升高而增加,因?yàn)槠骷儫釙r(shí),功耗也隨之增加。
開關(guān)損耗
當(dāng)輸出從高電平轉(zhuǎn)換為低電平或從低電平轉(zhuǎn)換為高電平時(shí),輸出器件會(huì)穿過一個(gè)線性區(qū)域,在該區(qū)域,它們的功耗會(huì)明顯高于完全導(dǎo)通時(shí)的功耗。這種功耗稱為開關(guān)損耗。
在近似計(jì)算中,各輸出的開關(guān)損耗為:
其中,Psw為一個(gè)輸出的總開關(guān)損耗(以瓦特為單位);P(RISE)為上升沿期間的功耗;P(FALL)為下降沿期間的功耗。
展開上述方程:
其中,Vm為電源電壓(以伏特為單位);Iout為輸出電流(以安培為單位);tR為上升時(shí)間(以秒為單位);tF為下降時(shí)間(以秒為單位);fsw為開關(guān)頻率(以赫茲為單位)。
大多數(shù)情況下,tR和tF的值均包含在驅(qū)動(dòng)器的規(guī)格書中。
工作電源電流耗散
在實(shí)際應(yīng)用中,電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC會(huì)消耗一些電流。
此功耗的計(jì)算公式如下:
P=Vm×Im
其中,Vm為電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的工作電壓;Im為電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的工作電流。
其他功耗
在某些電機(jī)應(yīng)用中,你可能希望使用LDO調(diào)節(jié)器來提供外部電源負(fù)載。此功耗的計(jì)算公式如下:
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