【導讀】本文將對直流 (DC) 電機進(jìn)行綜合性描述，并著(zhù)重闡述直流電機在三個(gè)運行階段的電氣參數、異常運行情況以及直流電機的常見(jiàn)應用，如監控攝像機、智能門(mén)鎖和螺線(xiàn)管驅動(dòng)器。
直流電機的定義
直流電機是將電能轉換為機械能的裝置，其電氣參數隨運行狀態(tài)而變化。在直流電機的常規操作中，有三個(gè)運行階段的電氣參數變化最為劇烈，其值可能比穩態(tài)運行期間高出好幾倍。這三個(gè)運行階段描述如下：
1. 啟示：在此階段，由于電機的反電動(dòng)勢（EMF）較小，啟動(dòng)電流明顯高于電機的額定工作電流。
2. 制動(dòng)：直流電機在制動(dòng)時(shí)會(huì )被施加反向旋轉力，從而停止原本的旋轉。在此階段，電機電流和電壓的變化可能隨所使用的制動(dòng)方法而變化。如果采用常用的短路制動(dòng)法，則會(huì )產(chǎn)生較大的短時(shí)制動(dòng)電流，將導致電機內部繞組和電機驅動(dòng)電路產(chǎn)生大量功耗。
3. 反轉：當電機電壓反加時(shí)，電機被迫向相反方向旋轉。此階段的運行條件最為極端，電機經(jīng)歷的電流和電壓變化最大。如果采取的措施不恰當，電機和電機驅動(dòng)芯片都可能被損壞。
異常運行情況
電機常會(huì )出現繞組兩端短路的情況；如上所述，這會(huì )在電機驅動(dòng)芯片中產(chǎn)生較大的短路電流和熱量。另外，當電機快速制動(dòng)或減速時(shí)，電機繞組電流將可能通過(guò)電機驅動(dòng)芯片反向流入輸入電源；這會(huì )增加輸入電壓 (VIN)，讓電機本質(zhì)上變成發(fā)電機。這兩種異常運行情況都可能損壞電機驅動(dòng)芯片。
由于電氣參數很容易在電機運行過(guò)程中發(fā)生變化，因此必須采取適當的保護措施來(lái)保護電機及其驅動(dòng)芯片免于損壞。電機驅動(dòng)芯片可提供的保護功能包括：過(guò)流保護（OCP）、過(guò)壓保護（OVP）和過(guò)溫保護（OTP）等。
常見(jiàn)應用
直流電機廣泛應用于冰箱、汽車(chē)、醫療設備（如健身監測儀）、航空航天、消費電子（如無(wú)人機和游戲控制器）等領(lǐng)域。MPS 提供 MP6508A、MP6614 和 MPQ6612A-D-AEC1 等出色的電機驅動(dòng)器解決方案，下文將對此進(jìn)行詳述。
監控攝像機
MP6508A 是一款先進(jìn)的電機驅動(dòng)器，其每通道可提供高達 1.2A 的電機電流。它集成了由 N 溝道功率 MOSFET 組成的全橋，工作電壓范圍為 2.7V 至 18V。MP6508A 可用作監控攝像機中的直流電機驅動(dòng)器，通過(guò)可靠的電機控制實(shí)現傾斜、平移和變焦等基本功能。
MP6508A 采用小尺寸 QFN-16 (3mmx3mm) 封裝，背面帶散熱焊盤(pán)以幫助散熱?？紤]到攝像機需要在各種室內或室外環(huán)境中運行，小尺寸與散熱能力至關(guān)重要。
圖 1 顯示了 MP6508A 的典型應用電路。
圖1: MP6508A典型應用電路
智能門(mén)鎖
MP6614 是一款 H 橋電機驅動(dòng)器，它可以驅動(dòng)一臺直流電機、步進(jìn)電機的一個(gè)繞組或其他負載。該器件通過(guò)驅動(dòng)鎖定結構中的可逆電機來(lái)實(shí)現電子智能鎖的鎖定動(dòng)作。MP6614 具有內部電流采樣電路以及逐周期電流調節和限制功能，因此不需要低歐姆分流電阻器。
圖 2 所示為 MP6614 的典型應用電路。
圖2: MP6614典型應用電路
螺線(xiàn)管驅動(dòng)器
MPQ6612A-D-AEC1 是另一款 H 橋電機驅動(dòng)器，可用于螺線(xiàn)管驅動(dòng)器，實(shí)現對直流電機、步進(jìn)電機和其他負載的精確控制。MPQ6612A-D-AEC1 的可逆電機驅動(dòng)功能通過(guò)管理 H 橋的輸入信號來(lái)啟用和禁用螺線(xiàn)管驅動(dòng)器。該器件可用于信息娛樂(lè )系統以及汽車(chē)顯示系統（包括導航、抬頭顯示和儀表盤(pán)）。
圖 3 顯示了 MPQ6612A-D-AEC1 的典型應用電路。
圖3: MPQ6612A-D-AEC1典型應用電路
結語(yǔ)
本文回顧了電機各個(gè)運行階段電氣參數的變化，以及針對異常運行情況進(jìn)行保護的重要性；還介紹了 MPS 針對常見(jiàn)應用的電機驅動(dòng)器解決方案，包括監控攝像機、智能門(mén)鎖和螺線(xiàn)管驅動(dòng)器，這些方案分別采用了 MP6508A、MP6614 和 MPQ6612A-D-AEC1。
如需了解更多信息，請參閱 MPS 豐富的電機驅動(dòng)器和電機控制器產(chǎn)品。MPS 提供可用于打印機的步進(jìn)電機驅動(dòng)器、可用于玩具的有刷直流電機驅動(dòng)器以及可用于電動(dòng)工具的無(wú)刷直流驅動(dòng)器（BLDC驅動(dòng)器）。
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