安全轉(zhuǎn)矩關閉設計示例

電機驅(qū)動級是許多工業(yè)工藝中的關鍵元件，尤其在注重安全性的環(huán)境中更為重要。許多機器人在與人類協(xié)同工作時依賴電機驅(qū)動。在電機驅(qū)動應用中，當檢測到潛在的危險狀態(tài)時，必須采取適當措施，安全地關閉系統(tǒng)。某些情況下（如表 1 所列示的情況），可能會導致電機突然進入危險的運行狀態(tài)。

為了實現(xiàn)電機的安全運行，設計安全轉(zhuǎn)矩關閉電路是一個關鍵環(huán)節(jié)。每個電機驅(qū)動系統(tǒng)都包含一個功率級電路，該電路通常包括柵極驅(qū)動器、電源軌，還可能包括隔離元件。使用電壓監(jiān)控 IC 來監(jiān)控柵極驅(qū)動器和功率級的電源軌，對確定系統(tǒng)的功能安全等級至關重要。圖 5 是一個滿足 SIL 2 或 PL d 等級的安全轉(zhuǎn)矩關閉系統(tǒng)方框圖的示例。

在圖 5 中，可以看到電壓監(jiān)控的多種應用場景：24V 電源的監(jiān)控，以及功率級中用于 MCU 或現(xiàn)場可編程門陣列的各種隔離輸入的監(jiān)控。這些電壓監(jiān)控方案的硬件容錯為零。然而，通過使用 TPS3762 的窗口電壓監(jiān)控功能及其 BIST 特性，即使在這種情況下，系統(tǒng)仍然能夠滿足 SIL 2 或 PL d 等級的要求。