三相BLDC电机应用的伺服驱动模块

电子发烧友网报道(文/李宁远)说到电机，说到伺服驱动模块，市面上国内国外对应的产品都非常多，很难用好或者不好来界定。日系品牌大多用自己的模块，算法这些也都是保密的，具体参数指标不好一一对比，但从电机整体性能来看，其伺服水平无疑是国际领先的。欧美的品牌风格则完全不同，参数详尽，大多数资料也是开放的，其性能在实际应用中与日系不分伯仲。

三相BLDC电机应用的伺服驱动模块每每推陈出新，每次都能带来一些新东西。

TMCM-1617

Trinamic，半导体运控行业的大神厂商，说他是行业风向标应该也不过分。由于ADI收购了Maxim，现在Trinamic属于ADI旗下。近期一款被称为“世界上最小最轻的伺服控制模块”——TMCM-1617就来自Trinamic。

TMCM-1617是一款用于24V三相BLDC电机的轻量化小型化单轴伺服驱动器。拥有超轻铝制外壳和先进的功能集成，尤其是盆栽模块使得这款驱动器模块相比其他市面产品更轻更小这一优势，这款产品首先瞄准的就是医疗，航空航天和机器人市场。

这款产品到底有多小多轻呢?官方给出的数据是37mm×27mm×11mm，重量仅为24克，可见并没有夸大宣传。如果单单只是小巧，那算不得有真本事。作为一款单轴伺服驱动模块，TMCM-1617可以驱动的电流在短时间内能达到18A RMS的峰值。虽然这是考虑到占空比、温度以及冷却等等众多因素给出来的峰值，但其性能的强大已经显露。

驱动能力只是一方面，TMCM-1617还加上了硬件和定制选项中集成的面向现场的控制功能，包括高达100kHz的PWM以及电流控制回路。用Trinamic自己的话来形容就是“让TMCM-1617成为全系列最坚固最高效的伺服驱动器”。

在位置反馈上，TMCM-1617支持三种模式，增量编码器(ABN)，数字霍尔传感器以及电源传感搭配反馈系统，都属于常见且实用的位置反馈方法。据悉，TMCM-1617的封装模块能够使用之前难以实现的高电流环路频率来保持较低的电流纹波，因此能够以极高的动态特性实现越来越小的电气驱动。但值得注意的是TMCM-1617仅包含最小的板载电容来稳定电源电压和最小化电流纹波，根据应用需要确保添加足够的电容器。

DRV8311

上面的TMCM-1617是24V应用的产品，这里挑选的TI的DRV8311同样是24V的三相BLDC驱动器模块。

TI的伺服驱动以集成的智能化著称，DRV8311具有集成FET，三个集成的MOSFET半桥，用于驱动三相无刷直流(BLDC)电机，用于5-V、9-V、12-V或18-V直流或1S至4S电池供电应用。这个系列的电流驱动能力也不容小觑，峰值5A的电流驱动绝对是行业领先的。该系列还配置了三个电流感应放大器(CSA)和集成电流感应，用于感应BLDC的三相电流，以此实现最佳的FOC和电流控制。

既然集成了MOSFET，那就不得不看一下其配置的功率器件的导通电阻。从TI官方给出的数据来看该系列配置的MOSFET导通电阻极低，仅为210mΩ(典型值)。具体选用了自家哪个型号的MOSFET就不得而知了。

DRV8311支持高达200 kHz的PWM频率，并提供通过TI SPI(tSPI)生成和配置PWM定时器的能力，并允许直接通过tSPI接口控制多个BLDC电机。这个功能减少了主控制器控制多个电机所需的I/O端口数量。如此多控制接口选项，PWM的生成在MCU和DRV8311之间还是具有可选校准的。

小结

目前终端市场对电机性能提出了更高的要求，除了对性能的更高要求，更小的尺寸与更高的集成度也一直是各厂商着力的方向。对于伺服驱控模块来说如果更小的尺寸上能有更高的器件或功能集成度，那么在应用时就能大幅简化外围器件与电路。这对BLDC电机整体的可靠性而言也是至关重要的。

原文标题：推陈出新，伺服驱动有“新东西”

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审核编辑:汤梓红