ZHDA058A January 2020 – February 2026 DRV8434S , DRV8889-Q1
PRODUCTION DATA
5.1 汽车前照灯调平和旋转
世界各地的汽车制造商广泛使用自适应前照灯 (AFS) 系统。这些系统通过对前照灯的光束进行轻微的垂直调整，补偿车辆相对于路面倾角的变化。它们还会使前照灯旋转，以应对车辆转向时的变化。步进电机通常用于前照灯调节应用，因为步进电机成本低、坚固耐用，并且可提供相对于尺寸较高的扭矩。
大多数汽车前照灯系统都需要失速检测，以防止电机在初始位置校准或正常运行期间撞击终点止挡件。如果没有失速检测，为确保达到终点止动位置，步进电机会在估算的终点止动位置之外驱动多个步进。这会导致电机阻塞，并产生相关的可闻噪声和机械磨损。可闻噪声对电动汽车尤为敏感。如果没有集成的失速检测功能，一些系统将被迫使用昂贵的位置传感器来接收有关电机角度位置的反馈。
以下示例显示 DRV8889-Q1 如何检测汽车前照灯模块的失速。在运行时，转子轴在内部或外部移动，可能在两端终点失速。表 5-1 中列出了这一典型自适应前照灯应用的运行条件。
| 参数 | 值 |
|---|---|
| 电源电压范围 | 9V 至 16V |
| 满量程电流 | 500mA |
| 目标转速 | 122.5 个全步进/秒 |
| 微步进 | 1/8 或 1/32 |
| 温度范围 | -40°C 至 105°C |
| 电机线圈电阻 | 7.7Ω |
| 电机步进角 | 15° |
图 5-1 各种运行条件下的稳定计数
图 5-2 使用 DRV8889-Q1 进行前照灯模块失速检测图 5-1 绘制了内部运动的稳定计数与前照灯模块运行参数的函数关系。内部方向计数低于外部方向计数。根据最小内部计数，选择的失速阈值为 12。通过此失速阈值，DRV8889-Q1 可以在各种运行条件下可靠地检测两端终点的失速，如 图 5-2 所示。只要扭矩计数低于失速阈值，nFAULT 输出就会变为低电平，向系统指示已检测到失速。
图 5-3 无失速检测功能的音频噪声频谱图
图 5-4 有 DRV8889-Q1 失速检测功能的音频噪声频谱图图 5-3和 图 5-3展示了两种情况的音频噪声频谱图：一种是前照灯模块运行时没有失速检测功能，另一种是该模块使用 DRV8889-Q1 器件在两端终点检测失速。图 5-3清晰地展示了在约 55Hz 以及 100Hz 到 200Hz 之间产生较大音频噪声的证据。该频谱图还展示了步进电机到达行程终点时的颤振情况——这是为确保电机确实抵达终点而执行过驱动所产生的效应。相反，图 5-3显示大体上没有音频噪声：在 100Hz 至 200Hz 之间尤其如此，并且也不存在抖动。
图 5-5 具有和没有失速检测功能的音频噪声 SPL 图图 5-3 显示有失速检测功能时可闻噪声的降低。显然，通过失速检测功能，某些频率下的噪声水平改善超过 10dB。