【導讀】智能的集成電機驅動器和無刷直流 (BLDC) 電機都有助于使電動汽車和下一代汽車更具吸引力、更安全和更可靠。集成電機驅動器組合了驅動電機所需的一切，例如場效應晶體管 (FET)、柵極驅動器和狀態機（如圖1所示）。集成可消除從電子控制單元 (ECU) 到電機的長布線，并具有印刷電路板 (PCB) 尺寸更小和整體系統成本更少的額外優勢。
BLDC電機在汽車應用中具有的優勢包括高效率、緊湊的尺寸、更長的電機和電池壽命、更安靜的車內體驗，以及更高的抗電磁干擾 (EMI) 性能。
圖1：智能的集成BLDC電機驅動器
在這一“集成智能”系列中，我將介紹BLDC電機的不同性能要求并探索是什么使TI集成電機驅動器“智能化”。在第一部分中，我將詳細介紹汽車應用中BLDC系統的 EMI管理。
BLDC電機是在10-100kHz的高開關頻率下驅動的。在如此高的頻率下，高dv/dt和寄生電感的組合會在開關節點上引起高頻振鈴。而這種振鈴會發出高頻噪聲，會干擾汽車中的其他元件。
如圖2和圖3所示，調整施加電壓的壓擺率有助于減少由振鈴引起的干擾。在分立系統中，調整柵極驅動器電阻會改變電壓的壓擺率。您必須手動更改電阻器阻值并根據測試結果選擇最佳值。手動更改電阻器的過程繁瑣，需要多次迭代PCB，增加整體尺寸和復雜性。
對于DRV10983-Q1等集成驅動器而言，柵極電阻器不可訪問且無法更改，不過這不是一件壞事。例如，DRV10983-Q1中集成了壓擺率控制功能，您可通過更改寄存器值輕松更改壓擺率，從而加快模塊 EMI 測試的整體進度。
圖2：DRV10983-Q1和BLDC電機在120V/μs壓擺率下的EMI測量示例
圖3：DRV10983-Q1和BLDC電機在35V/μs壓擺率下的EMI測量示例
另一種提高 EMI 性能的方法是更改脈寬調制 (PWM) 開關頻率。PWM 開關頻率對振鈴有影響。對于集成驅動器，可以通過配置寄存器來更改該 PWM 頻率。例如，DRV10983-Q1有兩個頻率（25kHz和50kHz）可供選擇。
一種用于降低 EMI 的常見技術是主時鐘展頻。展頻可通過在頻譜上擴展峰值頻帶來降低峰值頻率的幅度。
通過使用具有壓擺率控制、可變 PWM 開關頻率和展頻等完全集成功能的電機驅動器，您可以減少用于濾波的外部元件的數量。這節省了系統成本、布板空間，而最重要的是可以減少找出發射源所需的時間和重新設計電路板所需的工作量。
在以后的文章中，我將討論啟動可靠性、初始位置檢測、抗電壓浪涌、電機反向或同向旋轉時的重新同步、正弦換向以及許多其他使電機驅動器智能化的集成功能。
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