如何根据电机应用方向从设计上选取匹配方案（如何根据电机应用方向从设计上选取匹配型号）

目前电机控制一般分为电机驱动IC、栅极驱动IC加上MOS/IGBT等功率器件。电机驱动IC正向小型化、高性能、大功率、高电压方向发展，而栅极驱动IC主要是半桥、三相桥和隔离系列。这三个部分各自在市场上都有很多产品，但在电机领域，产品组合无非就是“分立”、“智能集成”和“功率集成”。

离散驱动控制解决方案

这种“分立”类型的组合意味着每个器件部件都是分立的，从MCU 到栅极驱动器再到MOS。这种离散组合方式很容易理解，属于入门级玩法。三个组合部分相互分离，保证了各部分的灵活性。比如功率管可以直接更换新型号，整体方案不需要做大改动。

该驱动组合解决方案可为步进电机、BDC 和三相无刷直流电机提供高度可扩展的产品组合。上图是步进电机驱动的分立实现。每个绕组的自由端连接到独立的电源开关，电流在电机绕组中沿一个方向流动。二极管用于在开关关闭时钳位开关两端的电压。

这种方法的弱点是显而易见的。分立器件无法实现高度集成和紧凑。这将使PCB占据非常高的空间。

智能集成驱动控制解决方案

智能集成是指将MCU和栅极驱动器集成到一个整体模块中。集成模块与功率器件配合完成电机的驱动和控制。

这种集成方法应该是节省PCB 空间的最有效方法。从ST的STSPIN32来看，这种高集成度可以节省80%左右的空间，同时电路复杂度也会降低很多。

以STSPIN32F0A为例，该器件具有三个半桥栅极驱动器，电流容量为600mA，可以驱动功率MOSFET或IGBT。内部3.3V DC/DC 降压转换器为MCU 和外部组件供电，而内部LDO 线性稳压器为栅极驱动器供电。还有许多其他集成选项，包括用于信号调节的集成运算放大器和具有用于过流保护的可编程阈值的比较器。

这种集成方式的缺点是MCU的选择非常有限。就STSPIN32系列而言，ST只有两种低压和一种高压选项。这种集成模式一般用于先进的BLDC 控制。

动力集成驱动控制解决方案

最后一种方法是将栅极驱动器和功率管集成在一起。这种集成方法还将显着节省PCB 空间。虽然没有MCU+栅极驱动器集成节省80%的空间那么大，但节省60%还是没问题的。这种集成虽然对MCU的选择没有限制，但相应地在供电器件的选择上灵活性较差。同时，电源集成的成本是这些方法中最高的。

PWD5F60 是一款集成栅极驱动器和双半桥四个N 沟道功率MOSFET 的功率集成器件。就该器件的性能而言，集成功率MOSFET的RDS(ON)为1.38，漏源击穿电压为600V，自举二极管提供上臂的栅极驱动。该设备的高集成度能够在狭小的空间内高效驱动负载。一般此类功率集成器件在下驱动部分和上驱动部分都会具有UVLO保护功能，可以防止功率开关在低效率或危险情况下工作。

这种方式牺牲了电源设备选择的灵活性和电源集成的高成本，但带来了极其领先的EMI性能。

写在最后

这三种模式涵盖了从MCU到栅极驱动器到功率管的分立和集成玩法。每种玩法的优势都非常突出，相应的劣势对比起来也极其明显。如何根据电机应用方向来选择匹配的玩法，才是操控的最佳选择。

责任编辑：haq