L6203直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電路原理圖PCB與單片機(jī)控制程序等詳細(xì)資料

ID:284341 · 發(fā)表于 2018-2-19 02:12

Altium Designer畫的L6203直流電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)器電路原理圖和PCB圖如下：(51hei附件中可下載工程文件)

L6203模塊的實(shí)物圖：

【模塊的簡要說明】

一、尺寸：長66mmX寬33mmX高28mm
二、主要芯片：L6203
三、工作電壓：控制信號(hào)直流4.5~5.5V;驅(qū)動(dòng)電機(jī)電壓7.2~30V
四、可驅(qū)動(dòng)直流（7.2~30V之間電壓的電機(jī)）
五、最大輸出電流4A
六、最大輸出功率20W
七、特點(diǎn)：1、具有信號(hào)指示
      2、轉(zhuǎn)速可調(diào)
      3、抗干擾能力強(qiáng)
      4、具有續(xù)流保護(hù)
      5、可單獨(dú)控制一臺(tái)直流電機(jī)
      6、PWM脈寬平滑調(diào)速（可使用PWM信號(hào)對(duì)直流電機(jī)調(diào)速）
      7、可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)
      8、此驅(qū)動(dòng)器非常時(shí)候控制飛思卡爾智能車，驅(qū)動(dòng)器壓降小，電流大，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)。

【標(biāo)注圖片】

直流電機(jī)的控制實(shí)例

使用驅(qū)動(dòng)器可以控制一臺(tái)直流電機(jī)。電機(jī)分別為OUT1和OUT2。輸入端EN可用于輸入PWM脈寬調(diào)制信號(hào)對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。（如果無須調(diào)速可將EN使能端，接高低電平，高電平啟動(dòng)，低電平停止。也可由單片機(jī)輸出直接控制）實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)就更容易了，輸入信號(hào)端IN1接高電平輸入端IN2接低電平，電機(jī)正轉(zhuǎn)。（如果信號(hào)端IN1接低電平， IN2接高電平，電機(jī)反轉(zhuǎn)。）可參考下圖表：

電機(jī)	旋轉(zhuǎn)方式	控制端IN1	控制端IN2	EN使能端

M	正轉(zhuǎn)	高	低	高
	反轉(zhuǎn)	低	高	高
	調(diào)速	*	*	輸入PWM信號(hào)

直流電機(jī)測試程序

【原理圖】

【測試程序】

/********************************************************************
實(shí)現(xiàn)功能:調(diào)試程序
使用芯片：AT89S52 或者 STC89C52
晶振：11.0592MHZ
編譯環(huán)境：Keil
作者：zhangxinchun 匯誠科技
*********************************************************************/
#include<reg52.h>
#define uchar unsigned char//宏定義無符號(hào)字符型
#define uint unsigned int //宏定義無符號(hào)整型
sbit P2_0=P2^0;//啟動(dòng)
sbit P2_1=P2^1;//停止
sbit P2_2=P2^2;//正轉(zhuǎn)
sbit P2_3=P2^3;//反轉(zhuǎn)
sbit P1_0=P1^0;//使能
sbit P1_1=P1^1;//IN1
sbit P1_2=P1^2;//IN2
/********************************************************************
延時(shí)函數(shù)
*********************************************************************/
void delay(uchar t)//延時(shí)程序
{
uchar m,n,s;
for(m=t;m>0;m--)
for(n=20;n>0;n--)
for(s=248;s>0;s--);
}
/********************************************************************
主函數(shù)
*********************************************************************/
main()
{
while(1)
{
if(P2_0==0){delay(3);if(P2_0==0)//啟動(dòng)
{
P1_0=1;
P1_1=1;
P1_2=0;
}}
if(P2_1==0){delay(3);if(P2_1==0)//停止
{
P1_0=0;
}}
if(P2_2==0){delay(3);if(P2_2==0)//正轉(zhuǎn)
{
P1_1=1;
P1_2=0;
}}
if(P2_3==0){delay(3);if(P2_3==0)//反轉(zhuǎn)
{
P1_1=0;
P1_2=0;
}}
}
}

復(fù)制代碼

L6203

DMOS(消耗型金屬氧化物半導(dǎo)體)全控橋驅(qū)動(dòng)器

供電電壓：48V
最大峰值電流5A（L6021最大2A）
電流有效值：
L6201: 1A; L6202: 1.5A; L6203/L6201PS: 4A
RDS (ON) 電阻值 0.3 (室溫 25 C)
擊穿電壓保護(hù)
兼容TTL電路
運(yùn)行最高頻率100KHz
熱滯
集成邏輯電路使用
高效

概述

L6201是一種應(yīng)用多源BCD(Bipolar,CMOS,DMOS)技術(shù)來控制電機(jī)的全控橋驅(qū)動(dòng)器芯片，這種芯片能將獨(dú)立的DMOS場效應(yīng)晶體管和CMOS以及二極管集成在一塊芯片上。由于使用模塊化擴(kuò)展技術(shù)，L6201可以實(shí)現(xiàn)邏輯電路及功率級(jí)的優(yōu)化。DMOS場效應(yīng)管能在42V的電壓下運(yùn)行，同時(shí)具備高效、高速的切換性能。兼容所有的TTL, CMOS andC輸入。每個(gè)獨(dú)立的邏輯輸入能控制一個(gè)溝道(半橋)，而公共的使能端可以控制兩個(gè)溝道。L6201共有3中不同的封裝型號(hào)。

多源BCD技術(shù)

分類數(shù)據(jù)：

L6201(SO20表面貼片)

L6201PS(PowerSO20)

L6202(雙列直插封裝18引腳)

L6203(Multiwatt封裝)

結(jié)構(gòu)圖

引腳連接圖（俯視）

引腳功能

芯片				名稱	功能
L620	L6201PS	L6202	L6203	名稱	功能
1	16	1	10	SENSE	外接電阻，提供電機(jī)反饋控制電流
2	17	2	11	ENABLE	高電平有效，選擇IN1或者IN2接口
3	2,3,9,12 ,18,19	3		N.C.	不接線
4.5	—	4	6	GND	公共接地端
—	1,10	5		GND	公共接地端
6,7	—	6		GND	公共接地端
8	—	7		N.C.	不接線
9	4	8	1	OUT2	第二個(gè)半橋的輸出口
10	5	9	2	Vs	電源端
11	6	10	3	OUT1	第一個(gè)半橋的輸出口
（續(xù)）
12	7	11	4	BOOT1	引腳外接自舉電容來確保第一級(jí)DMOS場效應(yīng)管有效
13	8	12	5	IN1	電機(jī)的數(shù)字信號(hào)輸入
14,15	—	13	6	GND	公共接地端
—	11,20	14		GND	公共接地端
16,17	—	15		GND	公共接地端
18	13	16	7	IN2	電機(jī)的數(shù)字信號(hào)輸入
19	14	17	8	BOOT2	引腳外接電容來確保第一級(jí)DMOS場效應(yīng)管有效
20	15	18	9	Vref	內(nèi)置參考電壓，通過電容充電。含有內(nèi)置電阻，最大電源輸出2mA

絕對(duì)最大額定值

符號(hào)	參數(shù)	數(shù)值	單位
VS	電源端	52	V
VOD	不同的輸出端的電壓（在Out1到Out2之間）60V	60	V
VIN ,VEN	輸入或者是使能電壓	-0.3到+7	V
IO	脈沖輸出電流對(duì)于L6201PS/L6202/L6203（注1） –無重復(fù) 對(duì)于 L6201 對(duì)于6201PS/L6202/L6203 直流輸出電流對(duì)于L6201 (注1)	5 5 10 1	A A A A
Vsense	Sensing Voltage 檢測電壓	-0.1到+4	V
Vb	Boostrap Peak Voltage 自舉電容峰值電壓	60	V
Ptot	總功耗 Tpins = 90°C 對(duì)于 L6201 對(duì)于 L6202 Tcase = 90°C 對(duì)于 L6201PS/L6203 Tamb = 70°C 對(duì)于 L6201 (注2) 對(duì)于 L6202 (注2) 對(duì)于 L6201PS/L6203 (注2)	4 5 20 0.9 1.3 2.3	W W W W W W
Tstg Tj	儲(chǔ)能端節(jié)點(diǎn)	-40到+150	°C

注1：脈沖寬度僅受節(jié)點(diǎn)及電熱阻抗的影響（詳見熱特征參數(shù)表）

注2：配置最小面積的銅片

熱特征參數(shù)

符號(hào)	參數(shù)	數(shù)值				單位
符號(hào)	參數(shù)	L6201	L6201PS	L6202	L6203	單位
Rthj-pins Rthj-case Rthj-amb	節(jié)點(diǎn)引腳熱電 max 最大值節(jié)點(diǎn)內(nèi)熱阻 max. 最大值節(jié)點(diǎn)外熱阻 max. 最大值	15 — 85	— — 13（*）	12 — 60	— 3 35	°C/W

（*）安裝鋁制基片電路板

電氣特性（測試電路參數(shù)：溫度=25C ,，電壓42V，傳感電壓0V，無別的特殊要求）

符號(hào)	參數(shù)	測試條件	最小	典型值	最大	單位
Vs	電源端		12	36	48	V
Vrel	參考電壓	IREF=2mA		13.5		V
IREF	輸出電流				2	mA
Is	靜態(tài)電流	EN = H VIN = L EN = H VIN = H IL = 0 EN = L ( 圖. 1,2,3)		10 10 8	15 15 15	mA mA mA
fc	通信頻率(*)			30	100	KHz
Tj	熱關(guān)斷			150		C
Td	死區(qū)時(shí)間			100		ns

晶體管

關(guān)斷
IDSS	漏電流	圖。11			1	mA
導(dǎo)通
RDS				0.3	0.55	Ω
VDS(ON)	漏電壓	圖。9 IDS=1A L6201 IDS=1.2A L6202 IDS=3A L6201PS/03		0.3 0.35 0.9		V V V
VSENS	檢測電壓		-1		4	V

二極管源極，漏極

VSD	正向偏置	圖。6a和b	0.9() 0.9() 1.35(**)	V V V
trr	反向偏置	IF=1A L6201 IF=1.2A L6202 IF=3A L6203	300	ns
tfr	正向?qū)〞r(shí)間		200	ns

邏輯電平

VINL VENL	輸入低電平		-0.3		0.8	V
VINH VENH	輸入高電平		2		7	V
IINL IENL	輸入低電平	Vin，Ven=L			-10	μA
IINH IENH	輸入高電平	Vin，Ven=H		30		μA

電氣特性（續(xù)）

芯片控制邏輯時(shí)序

符號(hào)	參數(shù)	試驗(yàn)條件	最小	典型	最大	單位
t1(Vi)	源電流關(guān)斷延遲時(shí)間	圖12		300		ns
t2(Vi)	源電流關(guān)下降間	圖12		200		ns
t3(Vi)	源電流導(dǎo)通延遲時(shí)間	圖12		400		ns
t4(Vi)	源電流上升時(shí)間	圖12		200		ns
t5(Vi)	反向電流關(guān)斷延遲時(shí)間	圖13		300		ns
t6(Vi)	反向電流下降時(shí)間	圖13		200		ns
t7(Vi)	反向電流導(dǎo)通延遲時(shí)間	圖13		400		ns
t8(Vi)	反向電流上升時(shí)間	圖13		200		ns

（*）受限于功耗

（**）在同步整流中的（L6202//03）VSD壓降如圖4所示;一般L6201的電壓值是0.3V

圖1。典型和Tj的示意圖

圖2。典型靜態(tài)電流和頻率的示意圖

圖3。典型Is和Vs的示意圖

圖4。典型Rds和Vref的示意圖（Vref從Vs到Vref）

圖5。正常狀態(tài)（25°C）Rds的阻止與溫度變化的示意圖

圖6（a），同步整流下二極管的狀態(tài)（L6201）

圖6（b），同步整流下二極管的狀態(tài)（L6201PS/02/03）

圖7（a）。典型功耗與IL的示意圖（L6201）

圖7（b）。典型功耗與IL的示意圖（L6201PS/02/03）

圖8（a）。兩相斬波

圖8（b）。單項(xiàng)斬波

圖8（c）。使能端斬波

測試電路

圖9。飽和電壓

圖10。靜態(tài)電流

圖11。漏電流示意圖

圖12。源電流延遲時(shí)間及輸入斬波示意圖

圖13。反偏電流延遲時(shí)間及斬波

電路概述

L6201/1PS/2/3是一種應(yīng)用多源BCD(Bipolar,CMOS,DMOS)技術(shù)，用于電機(jī)切換驅(qū)動(dòng)的整塊全橋芯片。多源BCD技術(shù)是集成多個(gè)或者單獨(dú)的DMOS場效應(yīng)晶體管，另外還混合MOS管/二極管的控制電路。通過使用這種技術(shù)使得這類芯片具備兼容所有TTL,COMS和C并且可以消除外部MOS設(shè)備的驅(qū)動(dòng)問題。邏輯驅(qū)動(dòng)圖如表1所示。

表1

輸入			場效應(yīng)管的輸出(*)
VEN=L	IN1	IN2	場效應(yīng)管的輸出(*)
VEN=L	L L H H	L H L H	Sink1，Sink2 Sink1,Source2 Source1,Sink2 Source1.Source2
VEN=L	X	X	所有場效應(yīng)管關(guān)斷

L表示低電平 H表示高電平 X表示任意狀態(tài)

(*)INPUT1和INPUT2是控制器的數(shù)字輸出級(jí)

雖然L6201/1PS/2/3這類芯片能保證被擊穿的情況的發(fā)生，但是不能避免由于DMOS管配置二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)而引起的強(qiáng)電流產(chǎn)生的檢測熱量。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生主要是由于與節(jié)點(diǎn)組合的C1和C2兩個(gè)電容充放電（如圖14）。當(dāng)輸出有高電平向低電平轉(zhuǎn)換的時(shí)候，一股的尖峰電流注入電容C1。在低電平向高電平轉(zhuǎn)化的過程中同樣有一股大的尖峰電流注入電容C2，底部DMOS場效應(yīng)管的輸入電容的充電導(dǎo)致在尖峰電流之前有電極性的跳變（如圖15）。

圖14.DMOS場效應(yīng)管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖15.在檢測引腳的尖峰電流劉示意圖

晶體管的運(yùn)轉(zhuǎn)

導(dǎo)通狀態(tài)

當(dāng)DMOS的其中一端處于到通的狀態(tài)，那么可以說電阻RDS(ON)始終處于能操控的范圍。在此期間的功耗的表達(dá)式：

PON = RDS (ON) IDS2 (RMS)

多源BCD過程的低阻態(tài)電阻RDS(ON) 在低功耗的情況選能提供高電流

關(guān)斷狀態(tài)

當(dāng)DOMS的其中一端關(guān)斷的時(shí)候，那么VDS的電壓等于電壓源的電壓，同時(shí)只有漏電流IDSS存在。此間的功耗有如下的公式：

POFF = VS IDSS

此時(shí)的功耗十分低，較導(dǎo)通時(shí)候的功耗是可以被忽略的

晶體管

幾乎可以發(fā)現(xiàn)，上述的晶體管的源極和溝道間內(nèi)置二極管，二極管運(yùn)行在一種快速，任意方向的切換模式。在下次循環(huán)之前，使能端處于與高電平的狀態(tài)，電壓降等于電阻(RDS (ON))電流(ID)的乘積直到達(dá)到二極管的正向偏置電壓。當(dāng)使能端是低電平時(shí)，場效應(yīng)管關(guān)斷，同時(shí)所有電流施加于二極管。在反復(fù)循環(huán)的過渡時(shí)期的功率取決于電壓—電流的波形以及驅(qū)動(dòng)方式（如圖7(a),(b),圖8(a)，(b),(c)）

Ptrans. = IDS (t) VDS (t)

自舉電容

只有所有的N溝道在10V的柵極電壓下才能夠確保DMOS晶體管的正確驅(qū)動(dòng)。對(duì)于底部的接地晶體管來說很容易證明，但是上部的晶體管顯然需要一個(gè)更高的驅(qū)動(dòng)電壓。當(dāng)達(dá)到內(nèi)置充電電流的達(dá)到峰值的時(shí)候能結(jié)合自舉電容正確驅(qū)動(dòng)。為了充電能夠有效的進(jìn)行，自舉電容的值應(yīng)當(dāng)大于1nF的晶體管的輸入電容。所以自居電容至少是10nF的。如果自居電容的取值過小會(huì)引起場效應(yīng)管的充電不充分，并導(dǎo)致RDS (ON)呈高阻態(tài)。另一方面來說如果使用一個(gè)高容抗的電容那么在檢測電阻上會(huì)產(chǎn)生尖峰電流。

參考電壓

對(duì)于一個(gè)內(nèi)部含有阻抗，電壓的電路來說，應(yīng)該在引腳和接地端放置一個(gè)電容。容抗為0.22 F的電容是以滿足條件。引腳可以被最大為2mA的電流擊穿，所以必須加以保護(hù)。

死區(qū)時(shí)間

為了保護(hù)橋臂中的同步電容引起的軌對(duì)軌短路電流，集成芯片提供了長于40ns的死區(qū)時(shí)間

熱電阻的保護(hù)

熱保護(hù)電路是必須具備的，一旦在節(jié)點(diǎn)溫度達(dá)到150攝氏度的時(shí)候，那么它就失效了。只有當(dāng)溫度降到安全的范圍之內(nèi)，重置驅(qū)動(dòng)器，輸入和使能信號(hào)才能被控制。

應(yīng)用信息

循環(huán)電路

使能端置高電平時(shí)，電路是循環(huán)的。晶體管的電壓降可以通過RDS(ON)IL的乘積表示，電壓降的大小取決于珊源極的二極管特性。雖然驅(qū)動(dòng)器受傳導(dǎo)的保護(hù)，尖峰電流還是能夠通過內(nèi)置的珊源級(jí)電容的充放電現(xiàn)象到達(dá)檢測引腳端。那么在這樣的一個(gè)設(shè)備中，這不是引起任何的問題的，因?yàn)闄z測電阻能夠承受的電壓是被設(shè)計(jì)好的。

上升時(shí)間Tr(如圖16.)

在電橋的對(duì)橋臂上的電容經(jīng)上升時(shí)間充電達(dá)到最大值電流IL時(shí)，此時(shí)的能量表達(dá)式：

EOFF/ON = [RDS (ON)IL2Tr] 2/3

負(fù)載時(shí)間TLD(如圖16)

在此期間的功率主要是由電阻也折算側(cè)的功率組成，電阻消耗的功率：

ELD = IL2 RDS (ON)2 T負(fù)載

折算側(cè)的功率：

E折算 = VSILTCOMfSWITCHT負(fù)載

其中：折算側(cè)的計(jì)算時(shí)間等于導(dǎo)通和關(guān)斷的時(shí)間，選擇頻率等于斬波頻率

由上升時(shí)間可以推導(dǎo)，下降時(shí)間應(yīng)該有類似的公式：

EON/OFF = [RDS (ON)IL2 Tf] 2/3

靜態(tài)功耗

驅(qū)動(dòng)器能耗的最后組成部分是靜態(tài)功耗，公式如下：

E靜態(tài) = I靜態(tài) Vs T

圖16

一個(gè)周期內(nèi)的能耗

ETOT = EOFF/ON + E負(fù)載 + E折算 + EON/OFF + E靜態(tài)

總功耗的計(jì)算中的變量符號(hào)含義：

功耗等于能除以周期時(shí)間

Tr表示上升時(shí)間

TLD表示負(fù)載驅(qū)動(dòng)時(shí)間

Tf 表示下降時(shí)間

Td表示死區(qū)時(shí)間

T 表示一個(gè)時(shí)間段

T = Tr + TLD + Tf + Td

直流電機(jī)速度控制

L6201/1PS/2/3自從制造成H全橋的封裝芯片就被用作直流電機(jī)的控制。主要用于直流電機(jī)速度和方向的功率級(jí)的控制。如圖17所示，L6201/1PS/2/3能夠驅(qū)動(dòng)像L6506的運(yùn)用跨導(dǎo)放大器的電流整流器。在這樣一個(gè)實(shí)際的組態(tài)電路中中，L6506只有一半的借口唄用到，另一半可以用來驅(qū)動(dòng)第二臺(tái)電機(jī)。L6506的檢測電阻上的電流是鏡像電流：能夠檢測并比較電機(jī)的調(diào)速及制動(dòng)的電壓。在L6506的兩個(gè)檢測端都配置了電阻RS。如果L6506的輸出和L6203的輸入之間的連接過長的話，那么在L6203的輸入端及接地端都要加電阻。在輸出端還應(yīng)該配以RC保持器，同樣型號(hào)為BYW98的二極管也被用在連接電源出入端和接地端之間。如下的公式可以用來計(jì)算保持器的數(shù)值：

R VS/lp

C = lp/(dV/dt)

其中：VS是源電壓的最大值；IP是負(fù)載峰值電流；dv/dt受限于上升時(shí)間的輸出電壓(一般是V/s)。如果電源沒有擊穿電流保護(hù)，那么一個(gè)適當(dāng)大一點(diǎn)的電容可以用在連接在L6203的供電端引腳。在17號(hào)引腳的電容能夠使得芯片更好的工作。電機(jī)的的電流上線是2A。L6202可用于同樣電流，24V的電機(jī)。

圖17：雙端電機(jī)控制

雙極進(jìn)電機(jī)

雙極步進(jìn)能在一片L6506或者L297，這兩種BCD全橋驅(qū)動(dòng)器，并加上一些外部設(shè)備。綜合上述三種芯片才能組成一個(gè)完整的微處理器電路接口。如圖18、19所示，控制器是直接連接兩BCD驅(qū)動(dòng)橋。外部擴(kuò)展設(shè)備用到的是最小化的電路:一個(gè)斬波頻率電路的RC網(wǎng)絡(luò)，電阻(R1; R2)組成的比較器驅(qū)動(dòng)，參考電壓和保持電壓是電阻和電容的串聯(lián)。(詳見直流電機(jī)的速度控制)

圖18。兩相雙極步進(jìn)電機(jī)斬波控制電路

圖19。兩相雙極步進(jìn)電機(jī)斬波、晶體管控制電路

驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最小電壓可以低于規(guī)定的最低12V的電壓(詳見電氣特性表)；如此，可以有這樣一個(gè)假設(shè)，適當(dāng)減少電阻R DS (ON)的阻值，從而減少最后一級(jí)的供電電壓，能從圖20可以看出。

圖20L6201/1P/2/3的電壓范圍為9—18V

熱特性

基于此類驅(qū)動(dòng)器的高效性能，往往不需要真正的熱擊穿或者就是很容易就能在P.C.B上做成斬波電路(L6201/2)。在重載的時(shí)候，L6203需要適當(dāng)?shù)慕禍亍Ｍ瑯拥那闆r，當(dāng)斬波電路作用在L6201上時(shí)，如圖23，圖21指出該如何選擇的基區(qū)面積。L6201的功耗如上述表達(dá)式：

RTh j-amb = (Tj max. – Tamb max) / Ptot

圖22能看出在一個(gè)脈沖寬度時(shí)間內(nèi)電阻值與溫度的關(guān)系。圖23和24涉及到L6202。對(duì)于L6203還有一個(gè)附加的條件，圖25(熱電阻與周圍溫度的影響)及圖26(峰值熱電阻和脈沖寬度的關(guān)系)，而圖27則是單脈沖熱阻值。

圖21.L6201的RTh J-amb與基底面積示意圖

圖22。典型電阻值與單脈沖示意圖

圖23.L6202的RTh J-amb與基底面積示意圖

圖24.L6202的典型電阻值與單脈沖示意圖

圖25. Multiwatt封裝的功耗

圖26.L6203的典型電阻值與重復(fù)脈沖示意圖

圖27.典型熱電阻脈沖寬度與周期對(duì)比系數(shù)

L297

步進(jìn)電機(jī)控制器

常規(guī)波形驅(qū)動(dòng)
半/全步方式
順/逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)方向
規(guī)定的開關(guān)負(fù)載電流
可編程負(fù)載電流
外接設(shè)備少
復(fù)位輸入&基準(zhǔn)輸出
使能端輸入

概述

L297基于微處理器技術(shù)的集成電路芯片，用做兩相雙極性或四相單極性的步進(jìn)電機(jī)控制器。電機(jī)能在半步，標(biāo)準(zhǔn)波形下或者是PWM斬波電路的選擇方式下的線圈電流下驅(qū)動(dòng)。這類芯片的特點(diǎn)：值需要時(shí)鐘信號(hào)，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向的輸入信號(hào)。自從微處理器的集成化和可編程化的運(yùn)用，相角控制使用大量的減少。封裝在雙列直插(20引腳)和表面貼片(20引腳)的L297被做成一整塊全橋的驅(qū)動(dòng)器，在L298N、L293E或者別的驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)下使用。

分類數(shù)據(jù)：L297/1(雙列直插20引腳)

L297d(表面貼片20引腳)

絕對(duì)最大額定值

符號(hào)	參數(shù)	數(shù)值	單位
VS	電源端	10	V
Vi	輸入信號(hào)	7	V
Ptot	功耗(Tamb=70°C)	1	W
Tstg,Tj	儲(chǔ)能端和節(jié)點(diǎn)	-40到+150	°C

兩相雙極性步進(jìn)電機(jī)控制電路

引腳圖(俯視)

結(jié)構(gòu)圖(L297/1 - L297D)

引腳功能L297/1 - L297D

序號(hào)	名稱	功能
1	SYNC	芯片輸出斬波器在外施時(shí)鐘源輸入的情況下，同步引腳輸出端應(yīng)用于連接所有L297的同步引腳和斬波器，并非單個(gè)的引腳。
2	GND	接地端
3	HOME	集電極開路輸出端。當(dāng)L297的初始化(ABCD端口置0101)時(shí)能與斬波器相連。信號(hào)有效，晶體管運(yùn)行
4	A	電機(jī)的A相功率級(jí)
5		低電平有效，能控制A、B相的驅(qū)動(dòng) 雙極性電機(jī)在此信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，能迅速衰減線圈電流。當(dāng)Control端是低電平時(shí)，也能用于斬波電路。
6	B	電機(jī)的B相功率級(jí)
7	C	電機(jī)的C相功率級(jí)
8		低電平有效，能控制C、D相的驅(qū)動(dòng) 功能同INT1一樣
9	D	電機(jī)的D相功率級(jí)
10	ENABLE	芯片的使能端。置低電平時(shí)，INT1,INT2,A,B,C,和D才又能使用
11	CONTROL	控制端取決于斬波器斬波器低電平置于INT1和INT2，或者高電平置于ABCD線上
12	VS	5V的輸入電壓
13	SENS2	檢測C、D相的負(fù)載電流，電壓
14	SENS1	檢測A、B相的負(fù)載電流，電壓
15	Vref	斬波器的參考電壓，決定了引腳的峰值伏在電壓
16	OSC	終端的RC(R接VCC電源端，C接地)電路決定了斬波器的等級(jí)。此端口在不同的芯片的組態(tài)不一定一樣。f1/0.69 RC
17		時(shí)鐘上升沿/下降沿控制輸入電機(jī)的物理旋轉(zhuǎn)方向同時(shí)取決于線圈電流方向改變電流方向能隨時(shí)改變旋轉(zhuǎn)方向
18		步進(jìn)時(shí)鐘脈沖，低電平有效，一個(gè)時(shí)鐘脈沖驅(qū)動(dòng)電機(jī)前進(jìn)一步
19		Half/Full不僅輸入。高電平為半步運(yùn)行，低電平為整步運(yùn)行。當(dāng)L297在偶數(shù)的狀態(tài)，單相電機(jī)選擇FULL。兩相電機(jī)在晶體管奇數(shù)時(shí)選擇FULL(HOME置初始狀態(tài))
20		復(fù)位輸入，低電平有效。完成初始化(ABCD端口置0101)

熱阻值數(shù)據(jù)

符號(hào)	參數(shù)	DIP20	S020	單位
Rthj-amb	節(jié)點(diǎn)外熱阻能最大值	80	100	°C/W

電路介紹

L297的主要用途是電機(jī)的驅(qū)動(dòng)雙橋，大林管(復(fù)合晶體管)，矩陣芯片。這類芯片受到控制器的時(shí)鐘信號(hào)，方向信號(hào)控制(一般的控制器是微處理器)，并結(jié)合空如信號(hào)產(chǎn)生不同的功率級(jí)。

實(shí)現(xiàn)這些功能的主要部分是晶體管，晶體管依據(jù)電機(jī)的相序，，PWM的電流方向及線圈的方向。晶體管依據(jù)HALF/FULL引腳的選擇有三種工作方式。其一，常規(guī)方式(兩相導(dǎo)電)，波形驅(qū)動(dòng)(單相導(dǎo)電)，半步驅(qū)動(dòng)(單相導(dǎo)電和兩相導(dǎo)電的交替)。L297的兩種中斷方式也同樣能夠驅(qū)動(dòng)半步，波形模式。三類信號(hào)，直接作用于L298的使能端，在線圈不導(dǎo)電的時(shí)候是電流衰減。當(dāng)L297用作單相電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，那么主要作用于這些線上：A,B,C,D,INT1和INT2。相線AB還有CD是交替斬波的，當(dāng)一組斬波時(shí)另一組閑置，除非有中斷的信號(hào)到來。在L297和L298的組態(tài)技術(shù)中，忽略了負(fù)載的功耗。

一個(gè)共模斬波器，需要2個(gè)雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(觸發(fā)器)FF1和FF2來提供脈沖。測量檢測電阻(連接在SENS1和SENS2之間)，當(dāng)線圈上的電流到達(dá)可編程的峰值電壓Vref，內(nèi)置的同步比較器會(huì)重置2個(gè)雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。期間中間將一直有效，直到斬波器的脈沖到達(dá)的時(shí)候。兩個(gè)線圈的峰值電壓，都是通過的參考電壓Vref的可編程化來實(shí)現(xiàn)的。在這個(gè)組態(tài)電路中，接低噪聲的通過同步斬波器被很好的克服。依賴于所有連接的SYNC引腳，RC濾波網(wǎng)絡(luò)和接地的OSC引腳。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)相序

L297的晶體管能產(chǎn)生的相序有：常規(guī)相序，波形和半步方式。這三種驅(qū)動(dòng)方式的相序及波形將在后面的章節(jié)做介紹。在所有的這些情況中，晶體管都是在高低交替的時(shí)鐘脈沖中得以實(shí)現(xiàn)。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的方向是要表明的，逆時(shí)針的相序和順時(shí)針是相似的，只需翻轉(zhuǎn)晶體管的狀態(tài)。ABCD置0101

半步驅(qū)動(dòng)方式

HALF/FULL置高電平時(shí)，是半步驅(qū)動(dòng)模式

常規(guī)驅(qū)動(dòng)方式

HALF/FULL置低電平時(shí)，是常規(guī)驅(qū)動(dòng)方式 (也叫做兩相驅(qū)動(dòng))

晶體管是奇數(shù)的狀態(tài) (1, 3, 5 或 7)。這種方式下 INH1和INH2輸出仍舊是高電平

(續(xù))

波形驅(qū)動(dòng)方式

HALF/FULL置低電平時(shí)，也是波形驅(qū)動(dòng)方式(也叫單相驅(qū)動(dòng))

晶體管是偶數(shù)狀態(tài)(2,4,6或者8)

電氣特性圖(如結(jié)構(gòu)圖所示的情況，Tamb = 25C, Vs = 5V。無別的情形)

符號(hào)	參數(shù)	測試條件		最小值	典型值	最大值	單位
Vs	電源電壓(12引腳)			4.75		7	V
Is	靜態(tài)電源電流(12引腳)	浮動(dòng)輸出			50	80	mA
Vi	輸入電壓 (引腳11,17,18,19,20)		低電平			0.6	V
Vi	輸入電壓 (引腳11,17,18,19,20)		高電平	2		Vs	V
Ii	輸入電流 (引腳11,17,18,19,20)		Vi=高電平		100	μA
Ii	輸入電流 (引腳11,17,18,19,20)		Vi=低電平			10	μA
Ven	使能端輸入電壓 (引腳10)		低電平	2		1.3	V
Ven	使能端輸入電壓 (引腳10)		高電平			Vs	V
Ien	使能端輸入電壓 (引腳10)		Ven=高電平			100	μA
Ien	使能端輸入電壓 (引腳10)		Ven=低電平			10	μA
Vo	相電壓輸出 (引腳4,6,7,9)	Io=10mA VOL				0.4	V
Vo	相電壓輸出 (引腳4,6,7,9)	Io= 5mA VOH		3.9			V
Vinh	中斷電壓輸出 (引腳5,8)	Io=10mA Vinh L				0.4	V
Vinh	中斷電壓輸出 (引腳5,8)	Io= 5mA Vinh H		3.9			V
VSYNC	同步電壓輸出	Io= 5mA VSYNCL		3.3			V
VSYNC	同步電壓輸出	Io= 5mA VSYNCH				0.8

(續(xù))

符號(hào)	參數(shù)	測試條件	最小值	典型值	最大值	單位
Ileak	漏電流(引腳3)	VCE=7V			1	μA
Vsat	飽和電壓(引腳3)	I=5mA			0.4	V
Voff	比較偏置電壓 (引腳13,14,15)	Vref=1V			5	mV
Io	比較基極電流 (引腳13,14,15)		-100		10	μA
Vref	輸入?yún)⒖茧妷?引腳15)		0		3	V
tCLK	時(shí)序		0.5			μS
tS	建立時(shí)間		1			μS
tH	保持時(shí)間		4			μS
tR	復(fù)位時(shí)間		1			μS
tRCLK	重置時(shí)鐘延遲		1			μS