集成创新：探究单芯片电机驱动技术及其在皖南电机中的应用与成本效益

单芯片电机驱动解决方案

在电机驱动领域，单芯片电机驱动器IC的应用日益广泛。这种驱动器IC由一个硅芯片构成，集成了逻辑、支持与保护电路，并通过MOSFET等功率器件驱动电流至电机。选择单芯片解决方案的一大优势在于MOSFET与控制电路同置于一个芯片上，实现了精确的电流测量。此外，单芯片IC还具备强大的保护功能，如过流保护（OCP）和过热保护（OTP），得益于保护电路可布置在硅片上的MOSFET附近。此类集成驱动器仅适用于与IC工艺兼容的额定电压和电流，*高额定电压通常在80V至100V之间，可驱动电流高达约15A。单芯片驱动器主要应用于打印机等大容量设备，其电源电压通常低于35V，电机电流低于5A。以MPQ6541为例，这是一种适用于汽车的3通道功率级器件，额定电源电压高达45V，连续负载电流为8A，每个通道峰值电流为15A。该电机驱动器集成了六个R DS(ON)为15mΩ的MOSFET，采用TQFN-26、6mm x 5mm倒装芯片封装。

皖南电机价格表

在众多单芯片电机驱动器中，皖南电机提供了一系列高性能产品，其价格表详细列出了不同型号和配置的驱动器。选择合适的单芯片电机驱动器时，参考皖南电机价格表 可以更有效地进行成本控制。

栅极驱动器选择

对于需要超过100V的高电压或极高电流的应用，单芯片解决方案并不适用，此时需要栅极驱动器及独立MOSFET。利用独立功率MOSFET（或特定情况下其他功率器件）通过栅极驱动器IC、预驱动器或多个栅极驱动器来控制电机电流。由于该方案需多个器件（有时多达三个栅极驱动器和六个MOSFET），故解决方案尺寸（即电机驱动器占用的PCB面积）远大于单芯片驱动器。以MPQ6533为例，这是一款具备压摆率控制和内部诊断功能的3通道栅极驱动器IC，采用5mm x 5mm QFN-32封装。

成本考量

模拟与混合信号IC工艺比专用独立MOSFET工艺复杂，制造低R DS(ON) MOSFET需要大面积硅，导致采用独立MOSFET工艺的器件成本通常高于IC工艺。对于低电流和/或低电压电机驱动器，IC工艺中制造MOSFET的代价较小，而控制和保护功能占据芯片大部分面积，增加的面积不会显著增加成本。然而，对于大电流应用，IC工艺中MOSFET的成本逐渐成为主导，尽管有支持15A电机电流的单芯片电机驱动器，但它们通常比使用栅极驱动器和独立MOSFET的方案更昂贵。在某些情况下，单片部件的小尺寸至关重要，足以证明更昂贵解决方案的合理性。例如，某些系统需要在电机内部集成驱动器，但可用空间有限，此时栅极驱动器和MOSFET的方案可能不适用于受限空间。

皖南电机

皖南电机在电机驱动领域享有盛誉，其产品以其高性能和可靠性著称。选择皖南电机作为合作伙伴，可以确保您获得*适合您应用需求的电机驱动解决方案。

解决方案尺寸

单芯片驱动器通常小于使用栅极驱动器和独立MOSFET的等效解决方案。例如，MPQ6541占据130mm2，而MPQ6533占据520mm2，是前者的四倍。

散热注意事项

为了有效散发MOSFET中产生的热量，PCB通常用作散热器。较大的封装通常对PCB具有更好的导热性，因此更大的解决方案更有利于散热。这有利于使用栅极驱动器的方案，因为功率MOSFET通常较大。

散热考虑

为了有效散发MOSFET中产生的热量，PCB通常用作散热器。较大的封装通常对PCB具有更好的导热性，这意味着从散热的角度来看，更大的解决方案更有利。这有利于使用栅极驱动器的方案，因为功率MOSFET通常较大。低R DS(ON)功率MOSFET很容易获得，因此在某些情况下——尤其是需要在恶劣环境中运行的应用——热因素可能会排除使用单片驱动器。

单片驱动程序选择

在单片电机驱动器和采用外部MOSFET解决方案的栅极驱动器之间进行选择较为复杂，需权衡成本、解决方案尺寸和热特性。对于微型电机，单片驱动器是*佳选择。同样，对于高功率电机，应选择使用栅极驱动器和独立MOSFET的方案。然而，这两种方案之间存在很大重叠，设计人员应考虑应用规格进行选择。