详细了解来自 Toshiba America Electronics Corporation (TAEC) 的一系列马达控制驱动器。
Toshiba 的 MCD 产品阵容能满足各种应用
当您在工作场所、咖啡馆那张最喜欢的桌子上或在客厅里阅读本文时，在您的附近可能至少有一个马达帮助转动您的计算机硬盘，打印这篇文章，研磨咖啡豆，为您的浓缩咖啡汲热水，让冷空气流通或振动您的手机。而这只是马达为我们今天所做事情的一小部分。
在诸如消费电子品、家用电器、计算机及外围设备、医疗设备和汽车等广泛领域中，马达在需要连续运动或精确定位的地方找到了归宿。
根据您的项目要求和成本考虑，若是用于低功耗设计，那么您最有可能从这三种类型的马达中选择，即有刷直流 (BDC)、无刷直流 (BLDC) 或步进马达。根据马达的不同，您需要合适的马达控制驱动器 (MCD) 来打开和关闭马达、调节速度和扭矩，并实现高效率。
有刷直流马达
有刷直流马达是三种类型的马达中最简单的，也是我们在上学时首先了解到的。由于转子或电枢上有绕组，定子上有永磁体或励磁绕组，这些马达需要换向器和电刷来在旋转期间改变绕组的极性，使得扭矩在一个方向上连续地形成。由于这些马达的制造和控制相对简单，因此它们通常更便宜，虽然它们经常用于玩具和其他对成本敏感的应用，但它们也可以用于电动百叶窗和电动锁等家用电器。
控制 BDC 相对简单，即改变向马达施加的平均电压可改变其速度，并且可以通过 H 桥和微控制器实现；但是，驱动器 IC 的选择可能需要做一些考虑。
Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation (TDSC) 的TB67H450FNG, EL 较宽工作电压范围使这变得简单。它的工作电压从 4.5 V 到 44 V 不等，适合大电流（低于 3.5 A）设备，如办公自动化 (OA) 设备、银行终端、家用电器，包括机器人真空吸尘器等电池供电产品，以及电子锁、小型机器人和使用 5 V USB 电源的设备。驱动器在待机时仅消耗 1 μA 的电流，采用小型 8 引脚 HSOP8 表面贴装封装。
如果您需要较低的工作电压而较大的电流，TC78H653FTG, EL是一款双 H 桥驱动器 IC，提供 1.8 V 至 7.0 V 工作电压范围和两种电流模式—两个通道中 2.0 A DC 和 2.5 A DC 峰值（小于10 ms）的小电流模式，以及组合通道中 4.0 A DC 和 5.0 A DC 峰值的大电流模式。它的低导通电阻意味着有更多电流流过马达来获得更高的扭矩。如果您的项目涉及使用 3.7 V 锂离子电池的相机和便携式设备等移动设备，或者燃气灶致动器、智能电表、电子锁等家用电器或其他使用两个 1.5 V 干电池的应用，那么该驱动器的特性组合使得其非常适合嵌入式设计。
TDSC 为 BDC 马达提供了更多装置，其中一些装置的引脚兼容常见的有刷马达驱动器，让工程师能够根据不断变化的市场要求，在设计变更很小或不变更的情况下更换零部件。
无刷直流 (BLDC) 马达
BLDC 马达在机械上比有刷马达更简单，通常转子上有永磁体，定子上有绕组。BLDC 消除了噪音、易起火花性和限制扭矩的机械换向，同时提供更高的扭矩和速度。然而，它们需要精确控制才能实现其对从计算机风扇到工业设备伺服机构等应用所承诺的更高效率。
通过使用霍尔效应传感器测量磁铁的位置，或通过检测无传感器 BLDC 中的反电动势 (Back-EMF) 过零并通过马达驱动器反馈回此信息，从而实现对流过线圈的电流的极性和大小的控制以及其与转子的同步。但是，为实现最佳效率特性，需要在转速范围内反复调整马达电压和马达电流之间的相位差。然而，由于高频电感，电流往往在高速驱动时滞后。
TDSC 专有的智能相位控制 (InPAC) 技术让 BLDC 马达控制更简单、更准确。它根据霍尔信号比较马达电流的相位和马达电压的相位，然后把比较结果反馈给马达电流控制系统。马达电压和马达电流之间相位差的调整只需有初始设置就可以在很宽的马达速度范围内自动完成。这极大减轻了工程师的开发工作负担。
TDSC 有四个新的三相 BLDC 马达控制解决方案采用了这种技术，即采用 SSOP30 封装的控制器零件 TC78B041FNG, EL、采用 VQFN32 封装的 TC78B042FTG、全面集成的驱动器 TC78B016FTG，以及具有集成栅极驱动器的控制器 TC78B027FTG。MCD 采用正弦波驱动系统产生平滑的电流波形，以减少高速电达的噪音和振动，适用于空调、电扇、空气净化器、泵以及工业设备等应用。
如果您的项目允许使用无传感器 BLDC 降低马达成本，TDSC 还提供用于无传感器运行的 MCD。TB67B001FTG, EL是一种三相脉冲宽度调制 (PWM) 斩波驱动器，通过改变 PWM 占空比来控制马达速度。它的额定输出电流最大为 3 A，电源电压最大为 25 V，提供 120°、135° 和 150° 的重叠换向、可选软开关、可调启动设置、过流保护、热关断和欠压锁定。TC78B009FTG 是一款带有集成栅极驱动器部件的新型控制器，为设计人员带来了灵活性，可为应用选择合适的功率级 MOSFET。TC78B009FTG 现已处于试用阶段，计划在 2020 年第一季度前投产。
步进马达
您可能遇到的第三种类型马达是步进马达。它用于需要高精度角运动的设计，例如台式打印机、3D 打印机、安全监控摄像头、相机镜头、医学扫描仪、智能照明和 CNC 铣床。
步进马达通过控制脉冲宽度、占空比或脉冲周期进行管理。步进马达控制的挑战在于要避免停转，因为马达或电子元件会被烧毁—如果在过载或速度快速变化时失去同步，马达会停转，而驱动器仍然全力工作。这就需要提供足够的电流裕度来防止突然的大扭矩变化。然而，这种情况下的牺牲是效率的降低和发热量的增加。
通过增设传感器和微控制器，通过实时监控扭矩和电流反馈以实施电流调整可以减少额外的电流，从而避免这种牺牲；不过，这会增加设计的复杂性和成本。
TDSC 的有源增益控制 (AGC) 技术通过根据所需的扭矩自动优化马达电流来解决这一问题。这可以防止马达停转并提供最佳的控制，以取得最佳效率和最低的热量产生。
公司的 TB67S128FTG, EL 部件是一款双极步进马达驱动器，提供驱动 32 个传统步级的超平滑 128 微步（每四分之一周期），采用了 AGC 技术。它的 50 V / 5 A 额定值为包括 3D 打印机、监控摄像头、ATM 和 OA 设备等应用提供高功率驱动。
此外，TB67S128FTG 还采用了公司的先进动态混合衰减 (ADMD) 技术，能够比传统的混合衰减模式更有效、更快地释放感应马达电流。ADMD 可将一般速度较慢的步进马达扩展到极限而不丢失步级。该器件还利用了 TDSC 的先进电流检测系统 (ACDS) 技术来检测电流限制，无需外部电流感测电阻，这反过来减少了空间、零件数量和物料清单 (BOM) 成本。
满足所有马达控制需求的驱动器
TDSC 处理所有马达类型以及各种电压和功率要求，让 MCD 的选择更加容易。它广泛的马达驱动器范围涵盖同样广泛的应用，包括家用电器、工业设备、办公设备和计算机外围设备。此外，它还能以各种封装形式提供，如 HSIP、HZIP、WQFN EP、HSOP 和 VQFN EP，其中许多都是引脚兼容的。
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