无论是座椅调整到最佳位置还是行李箱可以轻松打开，车身电子设备系统都可以使用电机，以提高驾驶员和乘客的舒适性和便利性。
金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)控制这些应用的电子器件。然而，使用MOSFET作为开关给电子控制模块的设计带来了新的技术挑战，包括电磁干扰和热管理、电流感测、断电制动、诊断和保护。德州仪器开发的集成电路(IC)电机驱动器产品集成了模拟功能，可以帮助电子控制模块设计人员应对这些挑战，同时减少解决方案尺寸和开发时间。
在本文中，我们将讨论有助于应对这些设计挑战并集成到电机驱动集成电路中的具体模拟功能。
降低电磁干扰（EMI）
降低电磁干扰可以通过芯片级和印刷电路板级的功能和解决方案来实现。降低电磁干扰的一个关键方法是控制脉宽调制(PWM)边沿速率。无刷DC (BLDC)电机的DRV8705-Q1、DRV8706-Q1、DRV8714-Q1、DRV8718-Q1等栅极驱动产品，无刷DC(BLDC)电机的三相DRV8343-Q1等都集成了智能栅极驱动技术，专门用于控制PWM边沿转换率。此外，这些器件还提供压摆率选择功能，以最大限度地减少电磁干扰。另一种减少电磁干扰的常用技术是振动主时钟频率。集成MOSFET的DRV10983-Q1三相BLDC电机驱动器还集成了主时钟频率的抖动功能，并通过在整个频谱上扩展峰值来降低幅度。
热管理
根据驱动负载，电机的工作电流和失速电流有很大的范围。对于高电流负载，栅极驱动产品允许您选择使用分立金属氧化物半导体场效应晶体管进行设计。电子控制模块设计人员可以优化布局，以实现最佳的热管理。对于低负载电流负载，可以使用DRV8873-Q1、DRV8874-Q1和DRV8876-Q1等集成H桥金属氧化物半导体场效应晶体管的器件来驱动负载，同时实现最佳热管理。此外，集成MOSFET的DRV10983-Q1可用于三相BLDC电机驱动器驱动的低电流负载。请注意，DRV10983-Q1还集成了换相算法，使单片机解决方案可以驱动电机。
电流感应
测量电机中的电流以检测电路和电机故障，并使用纹波计数来推断电机位置。所有德州仪器BDC和BLDC电机和栅极驱动产品都集成了电流检测放大器，以放大电阻两端的电压。此外，DRV8106-Q1、DRV8706-Q1、DRV8714-Q1和DRV8718-Q1也提供在线电流检测放大器。使用在线电流感应测量，还可以确定电机的旋转方向。
传统上，窗户的使用由BDC电机驱动器驱动。然而，系统设计者正在研究使用BLDC马达来驱动窗户，因为BLDC马达更安静。此外，我们还考虑使用BLDC电机来旋转自动驾驶汽车的座椅底座。具有集成电流感测功能的三相智能门驱动DRV8343-Q1可用于这些应用。
断电制动
采用MOSFET解决方案，电机电源关闭时，电机可以自由旋转。在这种情况下，手动移动负载，如手动打开或关闭电源线，可能会产生较大的反电动势，从而损坏电子设备。用于行李箱控制模块应用的DRV8714-Q1和DRV8718-Q1具有集成的断电制动功能。该功能测量产生的电压，并向电机施加电子制动。该功能可以防止电机旋转，从而停止电流的产生。
诊断与保护
当控制电机时，有必要检测电路故障并保护系统免受这些故障的影响。BDC和BLDC门驱动器集成诊断电路来检测开路和短路。此外，我们还提供一些集成电路的故障模式分布和引脚故障模式分析信息，以在必要时协助功能安全设计。
在车身应用中实施控制模块
表1列出了这些应用中使用的电机产品。
表1:适用于车身电机应用的一系列产品