车载有刷直流电机驱动如何选择？

一、有刷直流电机在汽车上的应用

电机在汽车上的应用，让汽车实现自动化，加强驾驶安全性以及舒适性。不同类型的电机因各自的特点而被应用到汽车上不同的功能模块，有刷直流电机同样也在汽车的多个功能模块中用到，如下图所示。

图 1  有刷直流电机应用
 

车窗自动升降器，现在基本上每辆车都有，无需再用传统的手摇式；电动座椅调节，同样替代了传统的手动机械式；电动尾箱与电动天窗，更是豪华车的配置，这些都通过有刷直流电机实现。

二、有刷直流电机驱动

驱动有刷直流电机，可以使用高边驱动或者低边驱动，控制电源连接到电机地输入端即可，简单而实用。当需要控制电机实现正反转时，可以搭建一个H桥来实现，如下图所示的H桥驱动。

图 2  电机H桥驱动
 

简单的H桥电路，可以使用两个继电器实现，外部电路驱动继电器闭合状态即可。这样的继电器H桥驱动虽然简单实用，但也有比较大的局限性，例如体积较大和开关速度较慢，而且在调速方面也显得力不从心。在现在高功率密度需求的趋势下，需要使用更高开关速度，体积更小的器件去替代继电器。MOS管开关速度快，导通阻抗小，过电流能力强，非触点式的电子开关，非常适合用来替代继电器驱动有刷直流电机，而且更容易缩小电路占用空间。由于MOS管的开关速度相对于继电器来说非常高，所以可以通过PWM的方式来进行调速。

汽车电子设计的要求越来越高，功能安全与故障检查机制是必不可少的一部分，设计符合汽车标准的直流有刷电机的驱动，固然优先考虑选择符合汽车标准的驱动芯片。

三、H桥预驱NCV7535

安森美推出的NCV7535是功能增强型的H桥驱动芯片，可通过SPI接口对其进行配置，可提供N-MOS防反接电路设计电荷泵，支持多种保护机制，是一款高集成度的汽车等级的芯片，芯片框架如下图所示。

图 3  NCV7535框架
 

NCV7535主要特点：

• 宽输入电压范围；

• 提供电荷泵用于N-MOSFET防反接保护电路；

• 微控制器可SPI接口进行配置；

• 控制H桥实现电机正反转；

• PWM输入调节转矩与速度；

• 增强型的H桥预驱，稳定可靠；

• 支持主动续流与被动续流；

• 可编程压摆率以及死区时间；

• 集成过压、短路、过温检测以及保护等。
 

图 4  NCV7535应用
 

NCV7535以汽车电子标准来设计，高度集成多个功能，非常适用于汽车的车窗控制，车门控制等（如上图示例），稳定可靠的电路方案，是有刷直流电机驱动的优先选择。