幾種直流電機功率驅(qū)動芯片及其應(yīng)用.doc

幾種直流電機功率驅(qū)動芯片及其應(yīng)用時間：2010-03-05 00:15:13 來源： 作者：SA60和LMD18245分別是美國Apex公司和NS公司推出的面向中小型直流電機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現(xiàn)電機的功率驅(qū)動、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、功能特點及其典型應(yīng)用作一個介紹。 兩芯片的主要性能參數(shù)及其特點 SA60的性能參數(shù)及應(yīng)用范圍 SA60的是一個PWM型功率輸出芯片,電路提供給電機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可兼容的TTL型的PWM的信號來同步四象限模式的幅值和方向。SA60主要應(yīng)用在驅(qū)動中小型直流電機,D類功率放大,軸承激勵等場合。 LMD18245的性能參數(shù)及應(yīng)用范圍 LMD18245芯片可為電機提供最大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2S,電流傳感器最大線性誤差9%。與SA60一樣,該功率輸出級具有很高的效率。由于在 芯片中集成了四位D/A轉(zhuǎn)換器和電機電流傳感器、固定切斷時間的斬波放大器等電路,所以LMD18254很容易完成對電機電流的數(shù)字控制,實現(xiàn)步進(jìn)電機的微步驅(qū)動。因此,該芯片主要用于小型直流電機特別是步進(jìn)電機的控制和驅(qū)動上。 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個引腳,其中10、7兩腳分別是H橋和PWM及橋的驅(qū)動級電源端;9、11為功率信號輸出端,其輸出波形與輸入信號的關(guān)系是:9腳輸出PWM信號的占空比隨輸入信號電壓的增加而增大,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)用實例 雖然這兩個芯片都是開關(guān)式全橋功率驅(qū)動電路,由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同,工作方式也不盡相同,所以在作為電機控制電路時,電路的工作方式也各有特點。圖4是SA60驅(qū)動直流電動機時的典型接線圖,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)接一個電容器CT,改變它的大小,可以調(diào)整PWM載波的頻率在22250kHz之間變化的。 幾種直流電機功率驅(qū)動芯片及其應(yīng)用時間：2010-03-05 00:15:13 來源： 作者：雖說LDM18245的持續(xù)電流輸出的指標(biāo)還不足SA60的三分之一,但在控制方式上有它靈活方便的一面,采用不同的聯(lián)接方式可以實現(xiàn)電機的不同的控制方式,獲得不同的控制性能,圖5是用雙極性輸出方式驅(qū)動直流電機的實例。其中固定斬波時間為1.1RC;電流傳感電阻RW參考公式: 計算,其中UREF是D/A轉(zhuǎn)換電路的參考電壓,D為D/A轉(zhuǎn)換電路的輸入電壓值,IS為電機電流的最大設(shè)定值。與SA60不同,在LMD18245芯片中沒有PWM電路,想通過PWM的占空比來控制電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向,需要外接控制器,聯(lián)接方法如圖中所示。 應(yīng)用時的注意事項 在實際使用這兩種芯片時必須注意如下幾個事項。一是在電源端和功率地端必須接旁路電容,否則由于電機電流跳變或換向引起的尖峰電壓和浪涌電流會使芯片損壞。具體的做法是在芯片的電源端并聯(lián)一個1F的高頻陶瓷電容和一個100F的鋁電解電容,并注意聯(lián)接線要盡量的短。二是在布線時注意將模擬地和功率地嚴(yán)格分開,注意控制信號輸入線和功率信號輸出線保持距離,以免反饋、干擾。 小結(jié) 這兩款功率輸出芯片都具有輸出電流大、工作效率高、電路設(shè)計簡便、體積小巧、性能穩(wěn)定等特