H型橋式電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電路

以前，如果表面安裝產(chǎn)品設(shè)計(jì)師需要高于幾百毫安電流的話，就不得不采用體積較大的穿孔器件就是價(jià)格較高的SOT89，SOT223和D-PAK封裝的表面安裝晶體管。

隨著Zetex FMMT718和FMMT719系列NPN，PNP雙極晶體管的推出，SOT23封裝器件也可以驅(qū)動(dòng)峰值電流達(dá)到6A，工作電流達(dá)到2.5A的負(fù)載了。

這些SuperSOT器件具有很多優(yōu)點(diǎn)，例如顯著提高電路效率，節(jié)省器件數(shù)量和空間，提高可靠性?？梢哉f，這些最先進(jìn)器件的性能超過了現(xiàn)有的所有SOT23器件和許多SOT89及SOT223器件。

FMMT618/718主要參數(shù)見表1。

表1 NPN和PNPSuperSOT 系列的主要參數(shù)

測試環(huán)境：15×15×0.6mm 陶瓷表面

首先注意到的是這些SOT23晶體管可以用于625mW--大致為標(biāo)準(zhǔn)SOT23封裝產(chǎn)品的2倍。實(shí)現(xiàn)這種功耗水平的方法是使用一種專門設(shè)計(jì)的條帶。這樣在給定功耗條件下，Zetex的SuperSOT管芯將比任何其他的SOT23器件的溫度要低，既提高了可靠性，又可以節(jié)省PCB面積。

第二，器件的飽和壓降BVCEO低于目前市場上的任何SOT23器件和很多其他廠商的SOT89和SOT223器件。這意味著在開關(guān)電路中可以降低功耗，同樣也提高了可靠性和節(jié)省PCB面積。

這些特性以及高的值hFE和開關(guān)速度，似的這個(gè)系列成為理想的開關(guān)器件，如DC-DC轉(zhuǎn)換，電機(jī)驅(qū)動(dòng)、照明驅(qū)動(dòng)、顯示驅(qū)動(dòng)、電源開關(guān)緩沖器等等。這些晶體管同時(shí)也適合于各種線形應(yīng)用場合，因?yàn)镾uperSOT設(shè)計(jì)獲得的低基級電阻導(dǎo)致優(yōu)異的低噪聲性能。下面介紹采用此種器件的H型橋式電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。

H型橋式驅(qū)動(dòng)器有著廣泛的應(yīng)用，如磁盤驅(qū)動(dòng)、點(diǎn)秒機(jī)、汽車電子、伺服系統(tǒng)、玩具等等。這種驅(qū)動(dòng)器在單電源情況下可以提供雙向輸出--由邏輯IC或微控制器進(jìn)行控制。綜通常使用2個(gè)NPN和2個(gè)PNP晶體管。所有晶體管都是發(fā)射極接地（見圖1）。如果接通一個(gè)NPN晶體管和對角線的PNP晶體管（比舅NPN1和PNP1），則實(shí)際上所有的上加電壓都將加到電機(jī)負(fù)載上。接通另一對晶體管則使負(fù)載上的電壓方向相反。H型橋式晶體管常常要求附加的集電極-發(fā)射極保護(hù)二極管，以防止負(fù)載電機(jī)可能產(chǎn)生的瞬態(tài)電流和反饋電流損壞晶體管。

在電池供電的情況中，關(guān)鍵是使電源電壓盡可能全部通過負(fù)載，以使通過提高效率和使最低可用電壓減小來延長電池壽命，圖2所示的橋式電路可以提供1.5A的負(fù)載電流。通過基極電阻就可以很容易的調(diào)整電流（對PNP，將IB設(shè)定到最大電流的1/50，對NPN管IB設(shè)定為1/100）。電流為1.5A時(shí)，無論NPN或PNP管的飽和壓降都僅為0.3V，電流更小時(shí)，飽和壓降將再將低一半。

通過低飽和損耗和低基極驅(qū)動(dòng)電平，F(xiàn)MMT618/718可以提高電機(jī)的性能和壽命。因?yàn)樗鼈兊姆簇?fù)hFE足夠高，能夠?qū)ǚ答侂娏骱退矐B(tài)電流，通常不通需要并聯(lián)保護(hù)二極管。使用體積小的SOT23封裝和少的器件數(shù)量意味著減少PCB的面積和降低成本。

對工作電壓較高的電機(jī)，控制邏輯電路很少能夠直接驅(qū)動(dòng)PNP晶體管。在圖3所示的電路中加入了一對通用NPN管作為緩沖/驅(qū)動(dòng)管。當(dāng)電源電壓增加時(shí)，橋路晶體管的hFE變得更加重要，因?yàn)榛鶚O驅(qū)動(dòng)損耗與電源電壓有關(guān)。FMMT618/718的hFE值較高，因而可以使損耗達(dá)到最小并節(jié)省PCB空間和成本。

以上兩個(gè)H型橋式電路都可以由邏輯電路直接驅(qū)動(dòng)，雖然在負(fù)載為1.5A時(shí)，圖2電路要求邏輯電路的輸出較高（能夠達(dá)到30mA)。如果邏輯電路無法做到這一點(diǎn)，使用圖3所示電路提供的解決方案不僅比較經(jīng)濟(jì)，性能也超過了多數(shù)SOT89方案和許多SOT223器件組成的電路。