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直流电刷电机驱动器的详细资料汇总

2020-9-16 17:13:51  332 电机驱动器
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这些H桥驱动器是用于电刷电机应用的全桥驱动器。每个集成电路可以在宽范围的电源电压(从6V到32V)下工作,输出电流可达2A。输出级的MOS晶体管允许PWM速度控制。集成的VREF电压控制功能允许直接更换中断的电机驱动器IC。这些高效的H桥驱动芯片有助于低功耗设计。
特征
➤内置,可选择单通道或双通道配置
➤VREF电压设置引脚启用脉宽调制占空比控制
➤交叉传导防止电路
➤提供四个保护电路:OCP、OVP、TSD和紫外辐射
应用
录像机;CD/DVD播放机;视听设备;光学磁盘驱动器;PC外围设备;OA设备。
主要规格
电源电压范围:36V(最大值)
最大输出电流:0.5A/1.0A/2.0A
输出导通电阻:1.5Ω/1.5Ω/1.0Ω
脉宽调制输入频率范围:20kHz至100kHz
待机电流:0μA(典型值)
工作温度范围:-40°C至+85°C
包装W(典型)x D(典型)x H(最大)
标准操作程序8 5.00毫米x 6.20毫米x 1.71毫米
HSOP25 13.60毫米x 7.80毫米x 2.11毫米
HSOP-M28 18.50毫米x 9.90毫米x 2.41毫米
HRP7 9.395毫米 x 10.540毫米 x 2.005毫米

框图/引脚配置/引脚说明



典型性能曲线(参考数据)

应用程序信息

模式(a)待机模式
备用电源在VREF引脚电压下独立工作。在待机模式下,所有内部电路都关闭,包括输出功率晶体管。电机输出高阻抗。当电机运行时系统切换到待机模式时,由于车身二极管,系统进入怠速状态。然而,当系统从任何其他模式(制动模式除外)切换到备用模式时,控制逻辑在关闭所有电路之前保持在高状态至少50微秒。
模式(b)前进模式
此工作模式定义为当OUT1引脚高而OUT2引脚低时电机的正向旋转。当电机连接在OUT1和OUT2引脚之间时,电流从OUT1流向OUT2。要在此模式下工作,请将VREF引脚连接到VCC引脚。
模式(c)反转模式
此工作模式定义为当OUT1引脚低而OUT2引脚高时电机反向旋转。当电机连接在OUT1和OUT2引脚之间时,电流从OUT2流向OUT1。要在此模式下工作,请将VREF引脚连接到VCC引脚。
模式(d)制动模式
此操作模式用于快速停止电机(短路制动)。它不同于待机模式,因为内部控制电路在制动模式下工作。请切换到待机模式(而不是制动模式),以节省功率和降低消耗。

模式(e),(f)脉宽调制控制模式A
电机的转速可由馈送至FIN引脚或RIN引脚的PWM信号的占空比控制。在该模式下,高侧输出固定,低侧输出切换,对应于输入信号。输出状态在“L”和“Hi-Z”之间切换。
输入的PWM信号的频率可以在20kHz到100kHz之间。对于低于20kHz和高于100kHz的PWM频率,电路可能无法正常工作。注意,在低于20kHz的频率下,由于操作通过待机模式工作,因此无法通过接通工作电源来实现控制。要在此模式下工作,请将VREF引脚连接到VCC引脚。此外,通过在VCC和接地之间连接一个旁路电容器(建议10μF或更高)为电机的恢复电流建立电流路径。

模式(g),(h)脉宽调制控制模式B
电机的转速可由馈送至FIN引脚或RIN引脚的PWM信号的占空比控制。在该模式下,低压侧输出固定,高压侧输出切换,对应于输入信号。输出状态在“L”和“H”之间切换。
输入的PWM信号的频率可以在20kHz到100kHz之间。对于低于20kHz和高于100kHz的PWM频率,电路可能无法正常工作。要在此模式下工作,请将VREF引脚连接到VCC引脚。此外,通过连接旁路电容器,为电机的恢复电流建立电流路径(建议使用10μF或更高)在VCC和地面之间。

模式(i),(j)VREF控制模式
内置的VREF占空比转换电路提供与VREF管脚的电压和VCC电压相对应的占空比。此功能提供与以前型号中的高压输出设置功能相同的控制级别。占空比由下式计算。

例如,如果VCC电压为24伏,VREF引脚电压为18伏,则占空比约为75%。但是,请注意,占空比可能受到VREF引脚电压范围的限制(请参阅第6页所示的推荐工作条件)。该模式下的PWM载波频率为25kHz(标称),开关操作与PWM控制模式相同。在此模式下工作时,不要向FIN和RIN引脚输入PWM信号。此外,通过在VCC和接地之间连接旁路电容器(建议使用10μF或更高的电容器),为电机的恢复电流建立电流路径。


(2)交叉传导保护电路
在全桥输出阶段,当上下晶体管在从高到低或从低到高的转换过程中同时导通时,浪涌电流从电源流向地面,从而导致损耗。该电路通过在过渡期间提供一个停滞时间(大约400ns,标称值)来消除浪涌电流。
(3)输出保护电路
(a)欠压锁定(UVLO)电路
为了确保操作控制器所需的最低电源电压,并防止欠压故障,该驱动器内置了一个UVLO电路。当电源电压降至5.0V(标称)或以下时,控制器强制所有驱动器输出高阻抗。当电压上升到5.5V(标称)或以上时,UVLO电路结束锁定操作并使芯片恢复正常工作。
(b)过电压保护(OVP)电路
当电源电压超过45V(标称值)时,控制器强制所有驱动器输出高阻抗。当电压降回40V(标称)或更低时,OVP电路被释放,其操作结束。此保护电路在待机模式下不工作。另外,请注意,该电路是补充电路,因此,如果它被断言,将超过绝对最大额定值。因此,在该电路被激活后,不要继续使用该IC,也不要在假定电路被激活的环境中操作该IC。
(c)热关机(TSD)电路
当驱动器的连接温度超过预设温度(175°C标称值)时,TSD电路工作。此时,控制器强制所有驱动器输出高阻抗。由于在TSD电路中提供了热滞后,当结温降至预设温度(标称150°C)以下时,芯片恢复正常工作。因此,它是一个自复位电路。
TSD电路的设计仅用于关闭IC以防止热失控。它的设计不是为了保护集成电路或保证其在极端高温下运行。在TSD电路激活后,不要继续使用IC,也不要在假定电路激活的环境中操作IC。
(d)过流保护电路
为了保护该驱动IC不受接地故障、电源线故障和负载短路的影响,OCP电路监测电路的监测时间(10微秒,标称值)的输出电流。当保护电路检测到过电流时,控制器强制所有驱动器输出在关闭时间(290微秒,标称值)内达到高阻抗。关闭时间段过后,IC恢复正常工作(自动返回型)。在双通道类型下,此电路对每个通道独立工作。

I/O等效电路

操作说明
1、电源反接
以反极性连接电源会损坏集成电路。在连接电源时,注意防止极性反转,例如在电源和IC的电源引脚之间安装一个外部二极管。
2、供电线
设计印刷电路板版图以提供低阻抗电源线。将数字和模拟块的地线和电源线分开,以防止数字块的地线和电源线中的噪声影响模拟块。此外,在所有电源插脚处将电容器接地。使用电解电容器时,应考虑温度和老化对电容值的影响。
3、接地电压
确保在任何时候,即使是在瞬态条件下,引脚的电压都不低于接地引脚的电压。
4、接地接线方式
当同时使用小信号和大电流接地记录道时,这两个接地记录道应单独布线,但应连接到应用板参考点的单个接地,以避免大电流引起的小信号接地波动。还要确保外部部件的接地痕迹不会引起接地电压的变化。接地线必须尽可能短和厚,以降低线路阻抗。
5、热因素
如果功耗超过额定值,芯片的温度升高可能导致芯片性能恶化。如果超过此绝对最大额定值,则增加板尺寸和铜面积,以防止超过Pd额定值。
6、推荐操作条件
这些条件表示一个范围,在这个范围内,可以近似地获得集成电路的预期特性。在每个参数的条件下保证了电特性。
7、涌流
当首次向IC供电时,内部逻辑可能不稳定,并且由于内部供电顺序和延迟,涌入电流可能瞬间流动,特别是当IC具有多个电源时。因此,应特别考虑电源合电容、电源布线、接地布线宽度和连接布线。
8、强电磁场作业
在强电磁场下操作集成电路可能会导致集成电路故障。
9、应用板测试
在应用板上测试集成电路时,将电容器直接连接到低阻抗输出引脚可能会使集成电路受到应力。每次加工或步骤后,务必将电容器完全放电。在检查过程中,在连接或从测试设置中移除集成电路之前,应始终完全关闭集成电路的电源。为防止静电放电造成损坏,在组装过程中对IC进行接地,并在运输和储存过程中采取类似的预防措施。
10、引脚间短路和安装错误
PCB上安装IC时,确保方向和位置正确。安装不正确可能会损坏IC。避免附近的引脚相互短路,特别是对地、电源和输出引脚短路。管脚间短路可能是由于许多原因造成的,例如金属颗粒、水滴(在非常潮湿的环境中)和在装配过程中管脚之间意外沉积的焊接桥等等。
11、未使用的输入引脚
集成电路的输入引脚通常与MOS晶体管的栅极相连。栅极具有极高的阻抗和极低的电容。如果不连接,外界的电场很容易给它充电。以这种方式获得的小电荷足以对通过晶体管的传导产生显著影响,并导致IC的意外操作。因此,除非另有规定,未使用的输入引脚应连接到电源或地线。
12、关于集成电路的输入引脚
这种单片集成电路包含P+隔离和相邻元件之间的P衬底层,以保持它们的隔离。P-N结形成于P层与其它元件的N层的交叉处,形成寄生二极管或晶体管。例如(参见下图):当GND>引脚A和GND>引脚B时,P-N结作为寄生二极管工作。当接地>引脚B时,P-N结作为寄生晶体管工作。
寄生二极管不可避免地出现在集成电路的结构中。寄生二极管的工作可能导致电路之间的相互干扰、工作故障或物理损坏。因此,应避免导致这些二极管工作的条件,例如对输入引脚(从而对P基板)施加低于GND电压的电压。

13、安全操作区(ASO)
操作集成电路,使输出电压、输出电流和功耗都在安全操作(ASO)范围内。
14、电源线2
电动机反电动势产生的回流需要采取对策,例如通过在电源和GND上插入电容器来提供回流路径(建议使用10μF陶瓷电容器)。在这种情况下,重要的是要最终确认,电解电容器有时不会出现任何负面影响,包括低温下的电容下降。此外,所连接的电源必须具有足够的电流吸收能力。否则,再生电流会使电源线上的电压升高,进而可能导致产品出现问题,包括外围电路超过绝对最大额定值。为防止损坏或降级,应采取物理安全措施,例如在电源和接地端提供电压钳位二极管。
15、输出和接地之间的电容器
如果在输出引脚和接地引脚之间连接了一个大电容器,则来自充电电容器的电流会流入输出引脚,当VCC或车辆识别码引脚对地短路或拉低至0V时,可能会损坏集成电路。在输出和接地之间使用小于10微F的电容器。
16、开关噪声
当工作模式为PWM控制或VREF控制时,PWM开关噪声可能会影响控制输入引脚并导致IC故障。在这种情况下,在每个控制输入引脚和接地之间插入一个下拉电阻器(建议为10kΩ)。
标记图

物理尺寸、磁带和卷盘信息




王栋春 2020-9-16 21:00:39
借鉴参考一下  
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jiciwi 2020-9-17 10:45:49
我就看看
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