伺服电机驱动IC（Integrated Circuit）是一种专门用于控制和驱动伺服电机的集成电路芯片。它通过处理外部控制信号（如位置、速度或扭矩指令）并输出相应的功率信号，实现对伺服电机的精确控制。伺服电机通常需要闭环反馈（如编码器或霍尔传感器信号），因此驱动IC需要具备信号处理、功率放大和反馈控制等功能。

核心功能

1. 信号处理
   • 接收来自控制器（如MCU、PLC）的指令信号（如PWM、模拟电压或数字通信信号）。
   • 解析目标位置、速度或扭矩参数。
2. 功率驱动
   • 通过内部功率器件（如MOSFET或IGBT）输出电流，驱动伺服电机绕组。
   • 支持H桥电路，实现电机的正反转控制。
3. 闭环反馈控制
   • 集成编码器或霍尔信号接口，读取电机实际位置/速度。
   • 通过PID算法或其他控制策略，实时调整输出以减小误差。
4. 保护机制
   • 过流、过压、欠压、过热保护。
   • 短路保护和故障报警输出。
5. 通信接口
   • 支持常见协议（如SPI、I²C、CAN、UART）或专用伺服协议（如Modbus、EtherCAT）。

典型组成部分

• 预驱动器（Pre-driver）：逻辑信号到功率级的接口。
• 功率级（Power Stage）：H桥或三相逆变器，直接驱动电机。
• 反馈接口：处理编码器、旋转变压器（Resolver）或霍尔信号。
• 控制逻辑：内置微控制器或专用控制算法（如FOC，磁场定向控制）。
• 保护电路：监测电流、电压、温度，触发保护机制。

应用场景

• 工业自动化：机械臂、数控机床、传送带。
• 机器人：关节驱动、精密运动控制。
• 消费电子：无人机云台、相机对焦系统。
• 汽车：电动助力转向（EPS）、电子节气门。

常见伺服驱动IC型号

1. TI（德州仪器）
   • DRV8301/DRV8305：支持三相无刷电机，集成电流检测。
2. STMicroelectronics（意法半导体）
   • L6230/L6235：高压驱动IC，支持PWM控制。
3. Infineon（英飞凌）
   • TLE5205/6：H桥驱动，适合小型伺服电机。
4. ROHM（罗姆）
   • BD6xx系列：内置保护功能，适用于工业设备。

与普通电机驱动IC的区别

1. 闭环控制：伺服驱动IC必须支持编码器反馈，实现精准闭环控制；普通驱动IC（如步进电机驱动）可能仅需开环。
2. 动态响应：伺服驱动需要快速响应指令变化（高频PWM调节），普通驱动对实时性要求较低。
3. 算法复杂度：伺服驱动通常集成更复杂的控制算法（如PID、FOC）。
4. 功率范围：伺服驱动IC通常支持更高电流（几安培到数十安培）。

选型关键参数

• 电压/电流范围：匹配伺服电机额定参数。
• 反馈接口类型：支持增量式编码器、绝对值编码器或旋转变压器。
• 控制方式：是否支持FOC、正弦波驱动或梯形波驱动。
• 集成度：是否需要外置MOSFET、运放或微控制器。
• 通信协议：是否兼容系统主控的通信需求。

总结

伺服电机驱动IC是伺服系统的核心组件，通过高集成度设计将控制逻辑、功率驱动和反馈处理整合在单一芯片中，显著简化了电路设计复杂度。其性能直接影响伺服系统的精度、响应速度和可靠性，因此在工业自动化和机器人领域具有关键作用。