淘寶東芝l332電池 東芝筆記本驅動

3） 逆變電路（核心），IGBT模塊，IPM模塊

研究國外的變頻器和伺服驅動器裝置，日係驅動器由於在智能功率模塊IPM方麵有非常明顯的技術工藝優勢，其采用的IPM模塊都是量身定制的，無論采用IGBT模塊的架構或者IPM模塊的架構都能取得很好的性能， 歐美的驅動器很少使用IPM，幾乎都采用IGBT模塊的架構，比如倫茨，艾默生，KMG，西門子等。

IPM的優點：小體積，小型化 ；縮短研發周期；驅動電路和IGBT之間連線短，驅動電路的阻抗低，不需要負電源；集成了IGBT的驅動，欠壓保護，過熱保護，過流短路保護，可靠性高。

IPM的缺點：過流或者過溫保護點已經固定，如果因為某些特殊的需求就無法作更改，靈活性不夠；IPM衹有壹個報警信號輸出，不能分辨究竟是過熱還是過流還是欠壓等。還有如果就衹有驅動或者保護部分電路損壞,但是我們隻能無奈的換掉整個模塊，而大功率IPM的采購成本非常高。

IGBT的優點：采用IGBT架構電路結構靈活 ，過載能力強（其額定電流是在80℃定義，而IPM是在25℃定義的），采購成本低，可以靈活的設計IGBT的驅動電路有效的控制其開啟和關斷時間，實現良好的EMI和IGBT的熱功耗。

IGBT的缺點：體積大，還需要設計如驅動電路、外圍的報警保護電路等保證IGBT的可靠運行。因此設計難度大，穩定性和可靠性很難把握，並且驅動電路除了需要正電源往往還需要負電源，需要提供的電源相對多，布局布線存在困難。

在高檔的伺服驅動裝置的研發中，我們恰恰需要牠的靈活性。衹有從工藝、電路、布局布線以及軟件上進行優化，才能打造出可靠穩定的硬件平臺。因此壹般采用IGBT架構。也有壹些高檔的伺服如法拉克的6驅壹體用於機器人的伺服是采用了IPM的方案，主要原因是為了實現小型化，將6個驅動器集成壹體，采用IPM可以提高可靠性，再者法拉克所用的IPM是其本國設計生產的完全可以實現定制，以達到最好的驅動特性。如果我公司要設計高檔的伺服，如機器人專用的最好不要采用日本的IPM, 因為我們曾經花了兩周時間調試完畢基於三菱的IPM模塊PS21255(20A)的電源闆，並且發現了三菱模塊不論是PS21255(第二代)還是PS21875(第三代)配傳感器ACS712（單端輸出）性能都很差，連6米的快速移動都會造成步進電機電機悶車，但是英飛淩和IR的智能模塊都運行很正常，這也真正的應證了日本確實是將品質壹般的產品賣給中國，所以我建議公司應該加大IGBT的應用，多沈澱和積累關於IGBT的驅動保護等相關經驗，逐步減少對日本IPM模塊的依賴。

IGBT的驅動電路結構形式：分離元件;專用集成驅動電路;光耦驅動;變壓器驅動。隨著大規模集成電路的發展及貼片工藝的出現，這類分離元件式的驅動電路，因結構復雜、集成化低、故障率高已逐漸被淘汰。光耦器件構成的驅動電路具有線路簡單、可靠性高、開關性能好等特點，在IGBT驅動電路設計中被廣泛采用。如東芝公司的TLP係列、夏普公司的PC係列，安華高的HCPL係列等。目前已開發的專用集成驅動電路，主要有IR公司的IR2136，三菱公司的EXB係列厚膜驅動。此外，現在的壹些歐美廠商在IGBT驅動電路設計上采用高頻隔離變壓器，如 CONCEPT公司，丹佛斯VLT係列變頻電源。通過高頻變壓器對驅動電路電源及信號的隔離，增強驅動電路的可靠性，同時也有效地防止主電路出現故障時對控制電路的損壞，故障率低，壽命長，響應快。但缺點是工藝復雜。

目前國外的高檔IGBT驅動方案伺服驅動器主流是驅動光耦，該方案最成熟，因此公司設計高檔伺服適宜選擇光耦來進行驅動IGBT。

外圍保護電路，IGBT 模塊可能由於過電流、過電壓這類異常情況而受損，因此，在IGBT 模塊的運用中,設計能夠避免這種異常情況從而保護元件的保護電路顯得尤為重要。短路保護通常有兩種方案，壹種是通過電流檢測器，如電流傳感器、互感器和采樣電阻直接檢測IGBT的集電極電流。另外壹種通過檢測IGBT的飽和壓降。當IGBT發生短路時，為了避免關斷電流的di/dt過大形成的過電壓，導致IGBT鎖定無效和損壞，以及降低電磁幹擾，通常采用軟關斷技術。壹些驅動光耦同時具備這兩種功能，如ACPL-332,因此采用帶檢測IGBT的飽和壓降功能驅動光耦來實現短路保護。

因為IGBT 的開關速度很快，IGBT 關斷時，或FWD 反向恢復時會產生很高的di/dt，由雜散電感引發很高的關斷浪湧電壓，要抑制發生過電壓的方法有：盡量將電解電容器配置在IGBT 的附近，減小雜散電感; 調整IGBT 的驅動電路的驅動電阻，減小di/dt; 在IGBT 中加上緩沖電路，吸收浪湧電壓。在緩沖電路的電容器中使用薄膜電容，並配置在IGBT 附近，使其吸收高頻浪湧電壓。

用於過流保護的采用電阻的兩種位置接法

電流檢查的采用電阻可已放在R1位置，也可以放在R2位置，R2位置簡單方便但是設計難度很大壹些，R1位置還有配合其他電路但是可靠性很高。

大小通吃，東芝電機驅動IC傢族的多麵手——TC78H653FTG

隨著物聯網及電子行業的發展，電機的應用場景越來越多，使用環境也越來越復雜，對於電機驅動IC來說，也是如此。當壹款產品需要使電機輸出功率可變：既要在大電流時能驅動，又要能在小電流時節省功耗，這時的驅動電路又該如何設計呢？別擔心，針對這種復雜的應用環境，東芝創新性地推出了壹款電流輸出可變的電機驅動IC，他就是我們今天的主角——TC78H653FTG。

TC78H653FTG實物圖

TC78H653FTG是東芝設計的壹款雙H橋電機驅動IC，可用於驅動壹臺或兩臺直流有刷電機或者是驅動壹臺步進電機。壹般來說，當壹顆IC被設計好時，牠的驅動能力就已經確定了。大功率驅動IC的驅動電壓和驅動電流都比較高，而小功率驅動IC的電壓和電流額定值都很低，兩者都有較為固定的應用場景。但TC78H653FTG卻與眾不同，他表示：“我全都要”。作為東芝電機驅動IC傢族的多麵手，TC78H653FTG是如何做到“大小通吃”的呢？

小電流，So easy

TC78H653FTG小電流模式驅動示意圖

在小電流驅動模式下，TC78H653FTG的輸出額定電流最大值為2.0A。IC可以同時驅動兩個直流電機（兩個電機互相獨立運行），或者驅動壹個步進電機。電機可以在兩種控制模式下運行：輸入直驅模式、PHASE驅動模式。

小電流輸入直驅模式真值表

小電流PHASE驅動模式真值表

根據真值表可以看出，通過對MODE、LARGE、STBY,以及IN1、IN2、IN3和IN4引腳的不同配置，TC78H653FTG可控制兩個電機進行正轉、反轉、制動和待機等動作。

大電流，我也行

TC78H653FTG大電流模式驅動示意圖

當IC設置為大電流驅動模式時，TC78H653FTG的輸出額定電流最大值為4.0A。IC的OUT1和OUT2並聯為壹組，OUT3和OUT4並聯為壹組，從而實現大電流驅動能力。電機的控制模式同樣可以分為輸入直驅和PHASE驅動兩種模式。

大電流輸入直驅模式真值表

大電流PHASE驅動模式真值表

此時電機的運轉由IN1/ENB_A和IN2/PHA_A兩個引腳控制，TC78H653FTG依舊可以控制電機進行正轉、反轉、制動以及待機動作。

揭開廬山真麵目

如此豐富的應用方式，是如何實現的呢？從IC內部結構圖可以看出，TC78H653FTG擁有STBY、LARGE和MODE三個配置引腳，通過使用不同的配置，就可以輕鬆實現大電流和小電流以及驅動模式的切換，從而使TC78H653FTG擁有2類4種驅動模式：小電流模式：輸入直驅、PHASE驅動模式；大電流模式：輸入直驅、PHASE驅動模式。

更重要的是，這顆IC內置了多重防護功能，包括：TSD（熱關斷）保護、ISD（過電流檢測）保護、欠壓鎖定（UVLO）保護。能夠保證IC在復雜的環境中正常工作。

TC78H653FTG內部結構框圖

應用領域：

TC78H653FTG能夠被廣泛應用於以下領域：

由電壓相對較低的電池（1.8V-7.0V）驅動的應用

使用3.7V鋰離子電池的移動設備（攝像頭、電動牙刷和打印機等）

使用兩節1.5V幹電池的電子鎖、智能電表、智能馬桶蓋和玩具等傢用產品

使用5V USB電源供電的設備

淘寶東芝無論是在高壓大電流驅動還是低壓小電流驅動領域都有非常豐富的產品線，而TC78H653FTG的出現，則像是壹次“跨界”，通過豐富的配置功能，將大電流驅動和小電流驅動完美的結合在壹起。未來，東芝將推出更多功能豐富的產品以滿足客戶的各類需求。