采用整合桥式驱动器轻松完成马达控制设计

对许多 500W 以下的汽车及工业应用致动器来说，符合成本效益的直流有刷马达，仍是最适合的马达选择。另一方面，目前的趋势是从继电器改为使用 PWM 驱动马达，实现变速应用所需，同时提升驱动器的使用方便性及能源效率。此外，新设计更要求装置必须同时兼具安全、诊断及保护功能。现在有了 NovalithIC 系列这类的整合桥式驱动器，将半桥式驱动器与驱动器阶段、诊断、电流测量与 MOSFET 整合于同一封装，有效满足前述的各项需求。为了快速轻松实现新一代的马达控制设计，英飞凌推出了采用高整合度 NovalithIC 驱动器的 Arduino 功率扩展板。

目前的明显趋势是，车内像是 HVAC 鼓风机、引擎冷却风扇、水泵和油泵、驻车刹车、前雨刷与后雨刷等由能源效率驱动的分散式负载，必须加入智慧设计，以提供“随需能源”。多数应用固然采用的是简单且低成本的直流马达，但使用 PWM 的动态直流马达控制，却能缔造更佳的效率、舒适性及安全性。就一般的燃料泵应用来说，其所能省下的燃油，比机械式解决方案多了 1% 以上。对于功率要求更高的应用，重心则在于效率更高且更耐用的电力整流无刷直流马达。

由皮带驱动的功能及手动功能，正由电子控制马达所取代，使得汽车所仰赖的电子马达数量不断增加。IHS 的市场研究员估算，2012 年使用的电子汽车马达为 23 亿部，预计到 2017 年将增加到 29 亿部，CAGR (年复合成长率) 为 5.7%，也就是说，每一辆车内平均会有 30 部马达。目前这些马达中有 68% 为直流有刷马达，无刷直流马达的数量只占 15%，但还在持续增加。工业市场的成长率 (CAGR 6.4%) 高于这个数字。每年卖出的马达多达数十亿部，年成长率也居高不下，足见家电及消费者市场是具有高潜力的市场。直流马达的优点包括绕法简单，并使用简单的磁铁，因此马达价格较低。但由于使用电流变换器，因此体积大，而且使用寿命短。BLDC 马达虽然效率较高、体积较小且使用寿命较长，但价格却较为昂贵。

整合式桥接驱动器

许多电子驱动器仍采用简单的开/关控制，使用继电器、线性模式电晶体或分离式电子元件，而且不具诊断功能。不过，现今的新兴趋势，开始转为采用更智慧、具备诊断功能的马达控制设计，主要着眼于改善效率及舒适度。一般的马达控制设计包含电压供应、通讯介面、微控制器、控制阶段、驱动器和 MOSFET (图 1)。有多种整合概念可将功能区块结合至 IC，其中一种很有效率的方式，即是使用整合马达桥接的驱动器 (图 2)。此种解决方案的微控制器，能够执行数位控制及进阶的诊断功能。在负载侧使用整合保护功能的单片式 H 桥接器或多片式 IC (半桥和/或 H-bridge)，简化了开发马达控制元件所需要的工作。在驱动器侧整合保护功能的概念，则能为许多小型的单极性和双极性驱动器带来好处。