在電機(jī)領(lǐng)域，由于過電壓導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)級損壞是非常常見的事件。雖然不是過壓故障的唯一原因，但電源泵送是迄今為止最普遍的。當(dāng)來自電機(jī)的能量返回到電源時(shí)，會(huì)發(fā)生電源泵送，導(dǎo)致電源電壓暫時(shí)升高。如果電壓升高顯著，則驅(qū)動(dòng)級會(huì)出現(xiàn)過壓應(yīng)力，從而破壞或縮短驅(qū)動(dòng)級的使用壽命。

通常，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員會(huì)設(shè)計(jì)具有足夠工作電壓裕量的給定驅(qū)動(dòng)級，以安全地處理臨時(shí)電壓尖峰。例如，在設(shè)計(jì)有刷直流驅(qū)動(dòng)級時(shí)，典型的經(jīng)驗(yàn)法則是選擇工作電壓為電源電壓 1.5 至 2 倍的驅(qū)動(dòng)器。因此，對于 +24V 系統(tǒng)，您會(huì)選擇額定為 +36V 至 +48V 運(yùn)行的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。這種方法效果很好，但有一個(gè)例外：您實(shí)際上是在過度設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)級以處理電壓尖峰，這意味著您正在增加系統(tǒng)成本。根據(jù)您的運(yùn)動(dòng)曲線要求，可能需要也可能不需要驅(qū)動(dòng)級的這種過度設(shè)計(jì)。

抗電壓浪涌 (AVS) 技術(shù)是德州儀器 (TI) 推出的一種新型智能過電壓保護(hù)技術(shù)，可從一開始就防止電源泵送現(xiàn)象發(fā)生。要了解 AVS 的工作原理，讓我們稍微談?wù)劰?yīng)泵的性質(zhì)。

當(dāng)電機(jī)作為發(fā)電機(jī)將旋轉(zhuǎn)動(dòng)能傳遞回電源時(shí)，就會(huì)發(fā)生電源泵送。請記住，電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)是一體的;它只是您正在操作的狀態(tài)的函數(shù)。這種將能量轉(zhuǎn)移回電源的過程發(fā)生在快速減速期間。要降低速度，您可以降低施加的電壓，但如果施加的電壓小于電機(jī)的 BEMF，則電機(jī)將充當(dāng)發(fā)電機(jī)，將電流泵回電源。

導(dǎo)致電源泵送的減速率介于制動(dòng)(通過短路 BEMF 突然停止電機(jī))和滑行(通過移除施加的電壓并將 BEMF 與驅(qū)動(dòng)級隔離來緩慢停止電機(jī))之間。

AVS 過壓保護(hù)通過限制電機(jī)的減速率來防止電源泵送，這樣 BEMF 永遠(yuǎn)不會(huì)大于施加的電機(jī)電壓。在減速過程中，AVS 自動(dòng)計(jì)算并施加等于 BEMF 的電機(jī)電壓，防止電源泵送。請記住，BEMF 電壓在減速過程中動(dòng)態(tài)變化，并且從一臺電機(jī)到另一臺電機(jī)變化很大。因此，確保施加的電機(jī)電壓完全等于 BEMF 比聽起來要復(fù)雜一些。AVS 還非常智能，可以將感應(yīng)回彈能量短路到地，而不是在短路等故障事件期間將其傾倒到電源中，從而保護(hù)驅(qū)動(dòng)器免受過壓的影響。

不幸的是，沒有免費(fèi)的午餐，而且權(quán)衡是在消除供應(yīng)泵送時(shí)，AVS 將電機(jī)的最大減速率限制為“滑行”減速率。這可能是也可能不是問題，具體取決于您的運(yùn)動(dòng)配置文件要求。對于大多數(shù)風(fēng)扇和泵應(yīng)用，這種折衷是完全可以接受的，并且可以實(shí)現(xiàn)非常具有成本效益的驅(qū)動(dòng)級實(shí)施。

要查看 AVS 的運(yùn)行情況，顯示了DRV10983、+12/+24V 風(fēng)扇和啟用 AVS 和禁用 AVS 的小型泵驅(qū)動(dòng)器的降速。DRV10983的最大工作電壓為 +28V，在啟用 AVS 的情況下，它可以安全地支持 +24V 應(yīng)用。

DRV10983設(shè)備是一款帶有集成功率MOSFET的三相無傳感器電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，可提供高達(dá)2 a的連續(xù)驅(qū)動(dòng)電流。該設(shè)備專為成本敏感、低噪聲、低外部元件數(shù)量的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。DRV10983設(shè)備采用專有的無傳感器控制方案，以提供連續(xù)的正弦驅(qū)動(dòng)，從而顯著降低了由于換向而產(chǎn)生的純音。該設(shè)備的接口設(shè)計(jì)簡單靈活。電機(jī)可以通過PWM、模擬或I2C輸入直接控制。電機(jī)速度反饋可通過FG引腳或I2C實(shí)現(xiàn)。DRV10983設(shè)備具有集成降壓調(diào)節(jié)器，可有效地將電源電壓降至5或3.3 V，為內(nèi)部和外部電路供電。該設(shè)備可在睡眠模式或待機(jī)模式下使用，以在電機(jī)不運(yùn)行時(shí)節(jié)省電源。待機(jī)模式(3 mA)版本使調(diào)節(jié)器保持運(yùn)行，睡眠模式(180μA)版本將其關(guān)閉。在使用調(diào)節(jié)器為外部微控制器供電的應(yīng)用中，使用待機(jī)模式版本。