48V电机驱动架构设计有门道

Kannan为记者展示了市面上常见的48V电机架构，要实现具有强大保护功能的安全电机驱动器系统，需要在外部使用钳位二极管、外部驱动电路、汇路电阻器和二极管、比较器以及外部安全逻辑。这些外部器件会导致布板空间增大并使系统成本升高。不仅如此，由于电机是三相的所以需要三套同样的器件。

而DRV3255－Q1的集成了外部逻辑和比较器、可调节高电流栅极驱动器以及对大电压瞬态的支持（无需额外的外部器件），将所有需要的一些逻辑和驱动器件都集成在系统里。由此，外部系统被大大简化，这样的高度集成化还能带来更小的板载空间。

DRV3255－Q1不仅拥有超高的集成性，能够减少12－24个无源器件，还拥有高达30kW的超高功率和能够免受95V恶劣开关瞬态电压影响的安全机制。产品不仅根据ISO26262标准设计，能够帮助客户容易实现ASIL－D等级的系统设计，还符合AECQ－100 0级标准，甚至可在－40摄氏度到150摄氏度环境下应用。

Kannan表示48V电机驱动是DRV3255－Q1最主要的系统目标，除了最常见的应用外，TI预计未来会有诸如电机驱动的电动助力转向应用运用48V系统。

他强调，无人驾驶系统需要确保智能和安全，因此需要高度冗余的空间搭载相关功能。想要确保系统冗余，起码要两个同时运行的系统并存。“当两个系统并存在一起时，如果纯粹以12V单相电源来供电，负荷会有一定限制，不能做到很高的重复使用。如果能够一个系统用48V，另外一个系统用12V，冗余度就会变得非常高，并且能确保正常运行时单一电源会更高。”

一般的设计中，系统中还会配置12V的电池去配置电源驱动芯片和MCU，供电的来源则是DC／DC降压器将48V降压为12V所供给的。一般的驱动电机中，电压在系统上出现任何偏差都会直接将48V电流灌注冲击电源驱动芯片和MCU上。

DRV3255－Q1的设计中，由于所有逻辑接口都拥有了最高75V的高承受电压基准，有任何错误，电机驱动器都是能够承受这个负载的。Kannan强调，这也是48V驱动设计中较为重要的一点，能够提高产品的可靠度。

48V电动车未来将走向何方

对于48V电动汽车，业界常常传出“48V是过渡，甚至OEM会跳过48V这一世代”的声音。但实际上，大多数OEM厂商正在采用48V系统，因为这只需在车辆架构上进行一步步改变，ICE则需要昂贵的重新设计。并且，很多OEM厂商也正在逐渐传出扩产MHEV产品组合的消息，越来越多的OEM开始计划推出MHEV，所以说传言与实际是背道而驰的。

虽然48V这个数字看起来比12V更大，但实际在汽车成本上并不是一个正比的关系。具体来说，电缆成本（48V允许比12V更小线标，电缆尺寸和重量更低）、供电成本（电动泵、风扇、动力转向齿条和压缩机效率更高）、电池成本（比PHEV和BEV要求更低）、发动机成本（可在性能不变情况下，用四缸发动机替换六缸发动机）。

那么既然48V电机驱动比12V电机驱动优势这么多，前者会取代后者吗？答案是否定的，TI的Karl－Heinz Steinmetz曾在其官网中表示，高端汽车制造商将完全转向48V系统可能需要10到15年的时间，未来一段时间内仍会是12V－48V的双动力结构。

通过观察TI在48V驱动上主推的DRV3255－Q1这个产品，其很大优势都是建立在其高度集成化和安全可靠性上的。说到集成，TI近两年发布产品均从分立转向拥抱集成，Kannan强调在集成方面，TI还提供了很好的环境侦测功能，能够把一些侦测到的资讯很方便地从驱动器转到处理器上。这样的高度集成化，使得TI认为这个系统有很大的优势去帮助客户建立小型化的48V电机驱动系统。

从汽车上谈起，TI现在拥有7000种车规级模拟和嵌入式产品，并且从2014年以来，每年都会推出数百种新型车规级的芯片。相信这样的实力之下，48V电机驱动将会受到无比强大的加持。

来源：21ic