當智能家居的窗簾自動開合,掃地機器人靈巧避開障礙,銀行ATM機精準吐出鈔票的瞬間,這些看似平常的動作背后,都隱藏著一場靜默的“動力革命”。
驅動這場革命的技術因素有三:一是能效博弈,電池供電設備對每1μA電流的極致壓榨;二是智能進化,從簡單啟停到精準保護;三是集成革命,在更小的空間里塞入整個驅動系統。
在這場沒有硝煙的戰爭中,東芝半導體以其40余年的技術沉淀,始終緊跟客戶需求不斷推進研發,正在用一系列“芯片藝術品”重新定義電機控制的未來。
東芝的電機驅動產品線極為豐富,能夠針對各類應用精準提供適配方案。無論是滿足供電應用對于低電壓的需求,還是應對風扇電機所需要的較高電壓要求,都能夠輕松勝任、應對自如。下面我們就來看看東芝的幾款電機驅動IC吧。
01直流有刷電機的“智慧之芯”
東芝TB67H450AFNG和TB67H451AFNG是一對PWM斬波式直流有刷電機驅動IC,僅含一個電機輸出單元通道。其低導通電阻MOSFET搭配PWM控制,可有效降低熱量產生,實現高效的電機驅動。它們設有IN1和IN2兩個輸入端,可靈活選擇前進、后退、制動、STOP(OFF)四種操作模式。
這兩款產品性能出色,工作電壓范圍在4.5V至44V之間,能夠輸出3.5A大電流,且待機電流僅為1μA,采用通用小型HSOP8封裝,比傳統方案節省更多空間。不過,二者在過流保護的處理上也存在一些差異。TB67H450FNG是鎖定型器件,在觸發過流保護后,會“硬核鎖死”,輸出持續關斷,直至重啟電源或重置待機模式;TB67H451FNG則具備自動恢復功能,觸發過流保護后,能夠“自動復活”,當過電流狀態消除后,無需外部控制就能自行恢復正常工作。
直流有刷電機驅動應用電路示例
TB67H450AFNG和TB67H451AFNG的應用領域非常廣泛,涵蓋移動設備、5V USB電源設備,以及工業設備、家用電器(如機器人吸塵器、電子鎖、小型家用機器人)、打印機和銀行終端等需要大功率電機驅動的場景。
另外,東芝具有電流監測功能的單通道H橋驅動器TB67H453FNG也表現出色,其絕對最大額定值也是50V/3.5A,能夠控制1臺直流有刷電機(雙向)或2臺直流有刷電機(單向)。
02無刷電機的“指揮家”
東芝TB67Z833S/H是3相柵極驅動IC,通過與微控制器和MOSFET配合,能夠驅動適用于多種場景的直流無刷電機,提供實用的整體解決方案。
兩款IC中都有三個半橋柵極驅動電路,集成了3相高低邊MOSFET驅動電路,可驅動全橋雙N MOSFET(6路)。其柵極驅動電流灌電流為10mA至1A(絕對最大值)、拉電流為20mA至2A(絕對最大值)可調。IC供電電壓為8至75V,漏極電壓工作范圍為6至75V,其待機電流僅為1μA,有助于延長電池驅動設備待機時間。
該產品內置三通道(可選)放大器用于電機電流采樣,有助于減少外部元件,節省板上空間。內置保護功能提升了系統可靠性,另有SPI控制接口(可選)。
3相直流無刷電機驅動框圖
TB67Z833S/H的應用領域包括:風扇、鼓風機、電動工具、清潔設備、工業機器人等應用的直流無刷電機驅動。
03步進電機的“精雕師”
東芝TB67S581FNG和TB67S580FNG是兩款獨具優勢的2相雙極步進電機驅動IC,采用通用的小型HTSSOP28封裝,極大地減少了外部部件數量,有效節省電路板空間。
在性能方面,TB67S581FNG的電機輸出額定電壓(絕對最大值)達50V,額定電流(絕對最大值)為2.5A;TB67S580FNG的對應值分別為50V和1.6A。兩款產品均支持8.2V至44V的電機電源電壓。在休眠模式下,其低功耗電流(IM1)最高僅20μA,十分適合12V/24V電源應用場景。此外,內置的電荷泵無需外接電容,最大支持32細分并兼容多種衰減模式,重新定義了電機精密控制。
應用電路示例
東芝TB67S581FNG和TB67S580FNG的應用范圍廣泛,涵蓋辦公設備(如打印機、掃描儀)、工業設備(像安防監控、ATM機)以及投影儀等。
04特色鮮明的恒流驅動“孿生子”
東芝TB67H481FNG和TB67H480FNG與TB67S581FNG、TB67S580FNG類似,在設計上減少了所需的外部部件數量,并采用通用且節省空間的小型封裝。
兩款產品的電機輸出額定電壓(絕對最大值)均為50V,電機輸出額定電流(絕對最大值)為2.5A,支持雙路有刷電機驅動。該IC內置電荷泵,無需外接電容,并支持多種衰減模式,為相關設備的電機驅動提供了可靠且高效的解決方案。在輸入接口方面,TB67H481FNG采用IN輸入,TB67H480FNG則使用PHASE輸入。
應用電路示例
從應用來看,TB67H481FNG和TB67H480FNG適用于辦公設備,如打印機、掃描儀等;另外,兩款產品在工業設備領域的安防監控、ATM機等也有出色表現。
除這兩款產品外,東芝還有一款單H橋驅動器IC——TB67H482FNG,內置穩壓器,輸出額定值為50V/5A(比TB67H480FNG大一倍),可以由單個VM電源驅動電機,適用于各種直流有刷電機應用。
總結
從上世紀70年代誕生第一代電機驅動IC起,到今天的智能驅動方案,東芝始終以持續不斷的技術迭代有力地證明:真正意義上的創新并非一味地推倒重來、徹底顛覆,而是在既有基礎上穩步進化、層層遞進。
在如今這個萬物互聯的星辰大海中,電機驅動IC的故事還會繼續下去。而東芝半導體始終走在前沿,憑借一顆顆微型化的“智慧之芯”,于無聲處發揮著巨大能量,悄然改變著人類與機器協同共舞的全新方式。
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原文標題:看東芝芯片如何賦能電機驅動?
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