直流電機(jī)功率驅(qū)動(dòng)芯片及其應(yīng)用集錦

SA60和LMD18245分別是美國(guó)Apex公司和NS公司推出的面向中小型直流電機(jī)的全橋功率輸出電路。它們既具有在外接少量元件的情況下實(shí)現(xiàn)電機(jī)的功率驅(qū)動(dòng)、控制以及提供保護(hù)等功能的共性,又具有各自特色。下面就其引腳、功能特點(diǎn)及其典型應(yīng)用作一個(gè)介紹。

　　兩芯片的主要性能參數(shù)及其特點(diǎn)

　　SA60的性能參數(shù)及應(yīng)用范圍

　　SA60的是一個(gè)PWM型功率輸出芯片,電路提供給電機(jī)的電源電壓最大可達(dá)到80V,能連續(xù)向負(fù)載提供10A的電流。最大模擬輸入電壓5V,PWM載波頻率可以到250kHz,而效率可以高達(dá)97%,該芯片還可以外接一個(gè)可兼容的TTL型的PWM的信號(hào)來同步四象限模式的幅值和方向。SA60主要應(yīng)用在驅(qū)動(dòng)中小型直流電機(jī),D類功率放大,軸承激勵(lì)等場(chǎng)合。

　　LMD18245的性能參數(shù)及應(yīng)用范圍

　　LMD18245芯片可為電機(jī)提供最大55V的電源電壓,邏輯電路電壓12V,最大持續(xù)電流輸出3A,峰值電流可達(dá)6A,最小輸入脈沖寬度2μS,電流傳感器最大線性誤差±9%。與SA60一樣,該功率輸出級(jí)具有很高的效率。由于在
芯片中集成了四位D/A轉(zhuǎn)換器和電機(jī)電流傳感器、固定切斷時(shí)間的斬波放大器等電路,所以LMD18254很容易完成對(duì)電機(jī)電流的數(shù)字控制,實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的微步驅(qū)動(dòng)。因此,該芯片主要用于小型直流電機(jī)特別是步進(jìn)電機(jī)的控制和驅(qū)動(dòng)上。

　引腳及其功能
　
外形

SA60和LMD18245的外形封裝如圖1。

　　　　　　　　　　　　　　

內(nèi)部電路框及各引腳功能

　SA60各引腳功能

　　　　　　　　　　　
　　SA60的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框如圖2所示。電路共有12個(gè)引腳,其中10、7兩腳分別是H橋和PWM及橋的驅(qū)動(dòng)級(jí)電源端;9、11為功率信號(hào)輸出端,其輸出波形與輸入信號(hào)的關(guān)系是:9腳輸出PWM信號(hào)的占空比隨輸入信號(hào)電壓的增加而增大,11腳卻反之;1、6腳為接地端,前者是模擬接地端,后者是功率接地端;8、12端可以直接接功率地,也可以通過一個(gè)電阻接地,作為限流感用,該端的電壓最大值為±2V;2、4兩端分別是模擬和數(shù)字控制信號(hào)的輸入端。

　　LMD18245各引腳功能

　　LMD18245的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。9腳是電源端;1、15腳功率橋的輸出端;12、5腳分別是信號(hào)地和功率電路接地端;4、6、7、8是D/A轉(zhuǎn)換器的二進(jìn)制數(shù)據(jù)輸入端,其中4腳為二進(jìn)制數(shù)的最高位;10腳是緊急停止控制端,高電平有效;11腳為方向邏輯輸入端;3腳上聯(lián)接一個(gè)并聯(lián)的RC網(wǎng)絡(luò),可將單穩(wěn)脈沖寬度設(shè)置為:1.1RC秒。此外,該芯片還提供了電流傳感器放大輸出端(13腳),比較信號(hào)輸出端(2腳),和數(shù)模轉(zhuǎn)換參考電壓輸入端(14腳)。
　　　　　　　　　　　

　　芯片的應(yīng)用實(shí)例

　　雖然這兩個(gè)芯片都是開關(guān)式全橋功率驅(qū)動(dòng)電路,由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同,工作方式也不盡相同,所以在作為電機(jī)控制電路時(shí),電路的工作方式也各有特點(diǎn)。圖4是SA60驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)時(shí)的典型接線圖,在該圖中芯片被聯(lián)接成模擬輸入方式,在數(shù)字輸入端(2腳)與模擬地之間聯(lián)接一個(gè)電容器CT,改變它的大小,可以調(diào)整PWM載波的頻率在22～250kHz之間變化的。