【導讀】本文將介紹電機驅(qū)動器的絕對最大額定值相關(guān)的內(nèi)容。盡管標題中有“電機驅(qū)動器”字樣,但是絕對最大額定值的定義不僅局限于電機驅(qū)動器,同樣適用于其他半導體元器件等更大范圍。本文之所以選取了電機驅(qū)動器的絕對最大額定值這個主題,是為了通過正確理解絕對最大額定值的定義和意圖來避免麻煩。
什么是絕對最大額定值?
為了保險起見,我們先來回顧一下絕對最大額定值的定義。關(guān)于半導體元器件的術(shù)語定義,原則上遵循“JIS C 7032 晶體管通則”。在該通則中對“絕對最大額定值”的定義是“即使瞬時也不允許超過的極限值,是不允許有任何兩個項目同時達到的極限值”。簡而言之,可以解釋為“無論時間有多短,絕對不能超過絕對最大額定值中的任何項目的值”。
電機驅(qū)動器的絕對最大額定值
在電機驅(qū)動器的設(shè)計過程中,可能會被問及是否會流過輸出電流為脈沖狀(即短時間尖峰狀)的電流,并且該電流值是否存在瞬時超過絕對最大額定值的問題。從上面我們回顧過的絕對最大額定值的定義來看,答案很明確:“不可以”。針對絕對最大額定值,沒有關(guān)于其“公差”或“瞬時”(某些項目規(guī)定了時間)的爭論。
讓我們來實際看一下電機驅(qū)動器IC的絕對最大額定值示例。下表摘自ROHM內(nèi)置了直流有刷電機用H橋電路的產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格書。
在該示例中,輸出電流的絕對最大額定值為3.0A,因此原則上不可超過該值,但是在其下方有一項稱為“輸出電流(峰值)”的項目,并配有注釋Note 2。如果是脈沖寬度為1ms以下且占空比為20%的脈沖,則絕對最大額定值為4A。如果上述脈沖沖量在該規(guī)定范圍內(nèi),則可以允許;但如果超過則無論如何都不允許。順便提一下,在這個示例中,有一個有時間規(guī)定的輸出電流項目,但是并不是所有的電機驅(qū)動器IC都有這個項目。絕對最大額定值的項目因制造商和型號而異。
另外,輸出電流的絕對最大額定值3.0A帶有注釋Note 1:“不得超過Tjmax=150℃”。這意味著,僅從輸出電流的角度來看可以承受到3.0A的電流,但是實際流過的電流僅限Tjmax在150℃以下的條件。按照絕對最大額定值的定義,不得超過有規(guī)定的任何項目,因此,有時即使未達到絕對最大額定值,但就像上述示例一樣,類似電流和發(fā)熱量之間具有相關(guān)性的項目,一方會受到另一方項目的限制。
超過絕對最大額定值時
通常,超過絕對最大額定值可能會導致特性和耐壓性能的劣化甚至發(fā)生損壞,即使在此之后未立即發(fā)現(xiàn)異常,也可能會導致使用壽命縮短。
有些項目哪怕超出一點點就可以立即導致?lián)p壞,但有些項目則不能。即便如此,也不允許“反正只有一瞬間”的想法。有時,可能會聽到“雖然不遵守電流值的規(guī)定很危險,但是溫度稍微超一點沒關(guān)系”這樣的說法,但這不僅是沒有任何根據(jù)的,而且是不了解絕對最大額定值的定義和目的的典型案例。
因此,如果在設(shè)計中存在超出絕對最大額定值的情況,就需要改善設(shè)計,采取措施保持在絕對最大額定值范圍之內(nèi),或者考慮使用能夠容許這種更高絕對最大額定值的元器件或組件。
絕對最大額定值與推薦工作條件和標準值之間的關(guān)系
除了絕對最大額定值外,技術(shù)規(guī)格書中還會給出“推薦工作條件”和“標準值”。要想很好地了解絕對最大額定值,這兩項是僅次于“定義”的重要項目。也就是說,“即使給出了絕對最大額定值也只是可以容許的值,并非工作和特性值的保證值。”
這是同一電機驅(qū)動器IC的技術(shù)規(guī)格書中給出的“推薦工作條件”。
就輸出電流(連續(xù))而言,推薦的工作條件為最大2.4A,小于絕對最大額定值3.0A。這是為了確保規(guī)定的特性值和預期的可靠性而使用的條件。
在電源電壓示例中,絕對最大額定值為-0.2V~36.0V,而推薦工作條件為8V~28V。用這個作為示例可能更容易理解。最小值8V表示電源電壓在8V以下時,該電機驅(qū)動器IC可能無法正常工作。當然,給電源施加5V或3.3V的電壓也沒有什么問題,但大概IC不會工作。順便提一下,電氣特性的標準值中電源電壓條件基本上是24V,這是推薦工作條件的標準值。
最后我們總結(jié)一下。包括電機驅(qū)動器在內(nèi),絕對最大額定值既簡單又嚴格,并且絕對不能超過所規(guī)定的值。這不僅限于電機驅(qū)動器IC,而是半導體元器件界的通識。在進行電機驅(qū)動器以及其他的設(shè)計和評估時,需要在各種可能的條件下確認實際工作情況,并確認是否在絕對最大額定值范圍內(nèi),而且,需要確認是否符合推薦工作條件這個大原則,尤其需要確認脈沖狀的電壓和電流。
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