ZHDA258 August   2026 BQ76907-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
  5. 2电子门锁系统架构
  6. 3典型设计
    1. 3.1 电机驱动器
    2. 3.2 网络连接
    3. 3.3 微控制器
    4. 3.4 备用电源
      1. 3.4.1 能量需求讨论
        1. 3.4.1.1 单个电机所需的能量
        2. 3.4.1.2 多电机要求
        3. 3.4.1.3 存储的可用能量
        4. 3.4.1.4 降额电容
      2. 3.4.2 充电电路
      3. 3.4.3 放电电路
      4. 3.4.4 双向充电和放电电路
      5. 3.4.5 电芯均衡电路
    5. 3.5 位置传感器
  7. 4未来趋势和创新
  8. 5结语
  9. 6参考资料

单个电机所需的能量

为了设计备用电源电路,我们需要查看电机和其他要驱动的负载的电压和电流要求。锁定机构中的电机是相对较小的有刷直流电机,通常为 12V 额定电压,最大电流为几安培。运行时间较短,通常明显不到一秒。驱动每个电机所需的总能量为:

方程式 1. E t o t a l = v t ×   i t   d t

其中 v(t) 是提供给电机的电压,i(t) 是电机电流,积分是在电机激活总时间内的值。

例如,图 3-7 显示了使用 12V 电源和 500mΩ 检测电阻且比例因子为 2A/V 的锁定电机激活的电流曲线。该曲线可分为两部分,第一部分(黄色)显示在向电机施加电压时的初始高电流,随着电机转速和反 EMF 的增加而减小。第二部分(红色)是机构达到机械限值时,电机在初始反弹后失速。未显示的是当控制电路识别到锁已达到限值且驱动关闭时,电机停用。请注意,在这种情况下,电机仅旋转约 25ms,然后失速至少 55ms。失速电流约为 2.4A。

BQ76907-Q1 锁定电机激活的当前配置文件图 3-7 锁定电机激活的当前配置文件

在本示例中,解锁事件期间耗散的能量可近似为电机旋转期间的能量与电机失速期间的能量之和。电机旋转期间的能量为:

方程式 2. E r o t a t i o n =   12 V × 24 A +   0.8 A 2 ×   25 m s =   0.48 J

电机失速期间的能量取决于电机在达到机械限值后停用的速度;对于本示例,假设电机在示波器迹线结束时在电机停止转动大约 55ms 时关闭。由此得出失速能量为:

方程式 3. E s t a l l =   12 V ×   24 A ×   55 m s =   1.58 J

这些总和可得出本例所需的总能量约为 2 焦耳。请注意,电机失速相位的持续时间会显著影响所需的总能量。因此,检测移动终点位置以及随后禁用电机驱动器所需的时间会对设计产生重大影响。