锁存器,理解这个元件并不困难,锁住输入并将其存起来。作为一个简单的时序元件,它要完成的任务听起来也较为简单,一是在某一个输入状态之下,可以保存一个信号;二是在某一个输入状态之下,能把其中储存的信号变成自己想要的信号。虽然这任务听起来并不困难,但锁存器本身能应用在很多场景中,也并不是一个简单的器件。
在bldc无刷直流电机的换向应用中,锁存器可以说发挥了很大作用,能够稳定斩波提供准确而稳定的磁开关点。在低成本运用上霍尔锁存ic在电机控制上的作用有着不小的低功耗的优势,同时极为可靠。
melexis mlx92214
mlx92214是melexis一款面向于dc/bldc电机的3线制锁存器ic,适用于电动工具、个人电脑、服务器和家用电器应用。
(图源:melexis)
对于成本敏感的电机控制,采用这样的锁存器ic似乎是一个不错的选择。mlx92214是采用混合信号cmos技术设计的低压霍尔效应锁存器,集成了一个电压调节器,霍尔传感器与先进的抵消系统和一个开漏输出驱动器。
低压调节器能针对低功耗的低电压水平做出优化。mlx92214支持3.3v和5v,并与所有标准mcu兼容。同时锁存电流也极低,仅有2.1ma,功耗极低。低电压允许直接从mcu供应芯片取电(不需要ldo),这种低电压和宽量程有助于延长电池的运行时间。
mlx92214在稳定性上也采取了很多手段。其一就是esd性能,最高可达6kv。其二则是电磁兼容性能。另外还加上了反电源电压保护与低电压检测。超过25年霍尔锁存器开关芯片经验的melexis最大程度上保证了该系列的稳定性。
同时mlx92214采用3针三针小轮廓晶体管(tsot)表面安装工艺。可简化整体设计,减少 外部组件数量,大幅节省空间。这也是一处小元件的大作为。
ti tmag511x
ti的霍尔锁存器一直以低功耗和高精度著称。无论是检测盖子是否封闭这种简单操作,还是执行复杂的电机换向操作,ti的霍尔效应锁存器都能进行高精度、非接触式位置测量。
这次讲的是tmag511x系列,一款新发布的二维、双通道、高灵敏度、高速度的霍尔效应锁存器。
(图源:ti)
通过集成两个传感器和两个单独的信号链,tmag511x系列提供了两个功能选项,tmag5110的独立2d输出与tmag5111的速度和方向输出。因为这个系列是针对高速高温电机应用设计,所以该系列针对利用旋转磁体的应用进行了优化。
这个系列除了能覆盖-40℃至+125℃如此宽环境温度,还有这2.5v到38v的宽电压范围。在所有宽范围内,该系列都能保持稳定一致的优异性能。诸如±1.4mt的超高磁性灵敏度,40khz高速感应带宽,10ma的开漏输出。
稳定性是所有锁存器厂商都看重的地方,该系列的反向电源保护高达-20v,过电压能力高达40v,配置输出短路保护并限制输出电流,最大程度上提高器件的稳定性。
st m74hcxxx
st的m74hcxxx采用硅栅c2mos技术制造的高速cmos 8位可寻址锁存器。m74hc系列具有单数据输入(d)、8个锁存输出(q0-q7)、3个地址输入、公共启用输入和公共清除输入。
(图源:st)
该系列第一个特点就是高速,在6v电压时,该器件响应速度最快为20ns。这也是st硅栅c2mos技术的优势。高速响应下,该锁存器数据保存在d输入端,输入数据的锁存器地址保存在a、b和c输入端,当enable设置为启用时,数据将流向地址输出。数据存储在启用脉冲的正向边缘。
该系列的功耗也极低,最高也仅有4µa的电流。作为一款低压2v-6v应用的锁存器,这样的功耗无疑是行业内领先的指标。低压却足够可靠,该系列的esd性能表现同样不俗,1kv的cdm,1.5kv的hbm以及200v的mm。这样的性能指标在低压低功耗应用中,看起来就让人放心。
小结
在bldc无刷直流电机的换向应用中,可以看到锁存器发挥了不少作用。各个系列虽然特长各不相同,但都保持了相当低的功耗与极高的可靠性。
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