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ブラシ付き直流モータは制御が簡単で、コストが安く、機能が多様で、集成式の高出力信頼性モータドライバを必要とする自動車の負荷、例えば窓昇降器、天窓制御、ドアロック、ラッチ器、エンジンバルブに最適です。
自動車システムを設計している場合、寸法制限、故障条件、再使用可能で開発時間を短縮するための要件を満たすなど、デバイスレベルとシステムレベルの課題に同時に直面することがあります。そこで、本文では、これらの課題を詳細に分析し、対応する解決策を提供します。
完全統合型高出力密度モータドライバによるシステムサイズの低減
コスト最適化型自動車システムを設計する際には、システムサイズの削減とレイアウトスペースの節約に重点を置く必要があります。パッケージのサイズを小さくし、ブラシ付きDCドライブに機能を統合することで、外部部品の数を減らすことができ、配線スペースを節約し、コストを削減できます。
小型システムを設計する際には、次の改善方法を考慮する必要があります。
小型パッケージサイズ：高電力密度ソリューションの場合は、高電流能力を備えた小型パッケージサイズを使用します。DRV 8243-Q 1シリーズは自動車類HotRod四方偏平無リードパッケージを発売し、サイズ下限は3 mmx 4.5 mmで、同類製品の中でブラシ付き直流ドライブに用いられる超小型パッケージの一つです。
統合電流検出：内部電流調整と電流フィードバックピンを採用し、外部電流検出抵抗器を必要とせず、配線スペースを節約し、コストを削減します。
集積電界効果トランジスタ（FET）ソリューション：DRV 8243−Q 1シリーズは、32 AまでのHブリッジピーク電流と46 Aハーフブリッジピーク電流を駆動することができます。中高電流をサポートする統合ソリューションを採用し、ゲートドライバや外部FETを使用する必要がなく、配線スペースを節約し、コストを削減することができます。電流の能力はプリント基板の設計と環境熱条件に依存します。そのため、システムが駆動できる電流値については、必ず私たちの過渡熱計算器を見てください。
図1に示すように、より小さなパッケージを使用して外部部品の数を最小限に抑えることで、プリント基板のサイズを削減し、BOMコストを削減できます。
図1：DRV 8245-Q 1デバイスシリーズサイズ比較
信頼性の高いソリューションの保護と診断機能
電動トランクバルブからガスエンジンバルブまでの様々な用途において、モータドライバは重要な役割を果たしています。そのため、さまざまな障害を検出して防止できる信頼性の高いソリューションを設計する必要があります。
DRV 8243-Q 1デバイスシリーズは、モータドライバがオン状態とオフ状態にあるときにオープンロード検出と短絡保護を提供できる最初のデバイスです。図2は、デバイスのオフライン保護機能が、FETを有効にする前に、Hブリッジに接続された受動抵抗器ネットワークを使用してシステム問題を検出する方法を示しています。Hブリッジがオフになっていても、この機能はモータドライバの破損や異常動作を回避するのに役立ちます。
図2：DRV 8243−Q 1のオフ状態診断
オフライン診断は、システムの他の部分で発生した故障からモータドライバを保護し、全体の摩耗を回避するのに役立ちます。
シリアル周辺機器インタフェースオプションは、故障の種類と発生場所を確認するための詳細な診断を提供し、モータドライバの故障の原因を提供することにより、設計者が問題を解決する時間を節約することができます。
拡張性の高いドライブ最適化設計の採用
モータドライバは、リレー、電磁弁、モータなど、自動車中の様々な負荷を駆動します。これらの負荷は、ドアモジュールや車体制御モジュールなど、すべて同じアプリケーションに集約されることがあります。
DRV 8243-Q 1シリーズのHブリッジとハーフブリッジドライブは設計の再使用をサポートし、自動車システムで異なる負荷を拡張することができます。このデバイスシリーズは、類似のファームウェア、機能、およびパッケージピン配列を有し、さまざまな負荷と電流範囲での繰り返し使用をサポートし、設計時間の短縮に役立ちます。図３に示すように、独立モードに使用する場合、Hブリッジドライバは2つの一方向ブラシ付き直流モータ、電磁弁またはリレーを駆動でき、2つの独立ハーフブリッジドライバを必要としません。
図3：DRV 8243-Q 1シリーズを採用して多種類の負荷にまたがる拡張を実現
同様のファームウェアを備えているほか、DRV 8243-Q 1とDRV 8244-Q 1のリードパッケージはピン対ピン互換性もあるため、電力レベルを比例的に上げたり下げたりする際にこれらのデバイスを挿入したり交換したりするのが容易です。
自動車ソリューションを設計する際には、ソリューションのサイズ、保護性能、設計の再利用が考慮すべき重要な要素です。
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