【導讀】曾有人問，是否可以用下面的公式計算電機驅動器IC的功耗。乍一看貌似沒問題，但實際上是不正確的。“IC電路電流×電源電壓”雖然不錯，但“流過電機的電流×電源電壓”中卻含有電機的功耗，因此，正確的做法是應先求出電機驅動器IC的輸出功耗，再加上IC電路的功耗。
本文將探討電機驅動器IC的功耗。
曾有人問，是否可以用下面的公式計算電機驅動器IC的功耗。
（IC電路電流+流過電機的電流）×電源電壓
乍一看貌似沒問題，但實際上是不正確的。“IC電路電流×電源電壓”雖然不錯，但“流過電機的電流×電源電壓”中卻含有電機的功耗，因此，正確的做法是應先求出電機驅動器IC的輸出功耗，再加上IC電路的功耗。
輸出功耗通過“損耗電壓×輸出電流”來計算。后續會介紹在電機驅動器IC輸出段的H橋電路中的計算方法，在這里為了便于理解，給出了線性穩壓器IC的功耗計算公式作為簡單示例。
線性穩壓器IC的功耗＝自身功耗(Vin×Iin)＋輸入輸出電壓差(Vin－Vout)×輸出電流(IO)
在該公式中，Iin是技術規格書中被稱為“Icc”或“Iq”等的電流，是從Vin引腳流到IC內部的輸出穩壓控制電路并被消耗的電流。下一項“輸入輸出電壓差×輸出電流”是輸出損耗（消耗）功率。
例如，在運算放大器IC的輸出電流未達到毫安級別的情況下，即使通過“電源電壓×電源電流”來計算，也不會對其誤差產生很大的影響，但對于電源IC或電機驅動器IC這類需要供應較大輸出電流的IC來說，如果按照“電源電壓×輸出電流”來計算，則會產生很大誤差。
這樣的說明雖然貌似有些繞彎，但是電機驅動器IC的功耗計算也是相同的思路。
有刷電機驅動器的功耗計算方法
下面將以有刷電機驅動器IC為例來說明功耗計算公式。有刷電機驅動器IC的典型驅動方法包括恒壓驅動和PWM驅動，因此先來介紹恒壓驅動。
①恒壓驅動時的功耗計算
恒壓驅動的情況下，有刷電機驅動器IC的功耗Pc基本上可以通過以下公式求得：
Pc＝小信號部電路電流×電源電壓＋流過電機的電流×(高邊輸出間的電壓＋低邊輸出間的電壓)
下圖是表示功耗發生在哪部分以及功耗的產生機制示意圖。
標為“小信號部”的部分是有刷電機驅動器IC的控制電路，設這部分的電路電流為Icc、電源電壓為Vcc、流過電機的電流為IO。此外，Q1～Q4的MOSFET在輸出段的H橋電路中。
小信號部電路的功耗可以簡單地通過Icc×Vcc來計算。
H橋部分是高邊Q1和低邊Q4導通，IO從Vcc經由Q1流向電機，并經由Q4流向GND。需要求此時的H橋的功耗（損耗）。MOSFET的導通狀態可以等效地視為電阻器，其阻值為MOSFET的導通電阻Ron。假設高邊Q1的導通電阻為RonH、低邊Q4的導通電阻為RonL，則各輸出之間的電壓可用以下公式來表示。
高邊輸出間的電壓VH＝IO×RonH
低邊輸出間的電壓VL＝IO×RonL
由此，即可通過以下公式來計算功耗Pc。
Pc＝Icc×Vcc＋Io×(VH＋VL)＝Icc×Vcc＋IO2×(RonH＋RonL)
雖然測量實際VH和VL的方法很實用，但是由于MOSFET的Ron已在技術規格書中給出，因此使用最大值來計算即可預估最差的情況。
未完待續
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