由四個N-MOS組成，能夠以高達(dá)3.6A的峰值電流適用于打印機(jī)、機(jī)器人雙向控制電機(jī)

ID:354063 · 發(fā)表于 2018-7-30 10:16

今天詳細(xì)說下上次介紹的AT4950，可PIN TO PIN替代大部分進(jìn)口的驅(qū)動芯片產(chǎn)品，如：ALLEGRO研發(fā)的A4950等等都是可直接替換使用的。AT4950是一款刷式直流電機(jī)驅(qū)動器，VM單電源供電，內(nèi)置電荷泵。兩個邏輯輸入控制H橋驅(qū)動器，該驅(qū)動器由四個N-MOS組成，能夠以高達(dá)3.6A的峰值電流雙向控制電機(jī)。該芯片利用電流衰減預(yù)置最大輸出電流，能夠?qū)㈦娏飨拗圃谀骋灰阎健Ｈ绻麑蓚€輸入均置為低電平，則電機(jī)驅(qū)動器將進(jìn)入低功耗休眠模式。內(nèi)部關(guān)斷功能包含過流保護(hù)，短路保護(hù)，欠壓鎖定和過溫保護(hù)。

BridgeControl

輸入管腳IN1、IN2控制H 橋的輸出狀態(tài)。下表顯示了彼此間的邏輯關(guān)系。

IN1	IN2	OUT1	OUT2	說明
0	0	Z	Z	滑行，休眠
1	0	H	L	正向
0	1	L	H	反向
1	1	L	L	剎車

H 橋控制邏輯表

邏輯輸入也可以使用PWM 控制來達(dá)到調(diào)速功能。當(dāng)用PWM波控制一個橋臂時，并且在驅(qū)動電流為關(guān)斷時，由于電機(jī)的電感特性要求電流連續(xù)流通。這個電流叫做續(xù)流。為了操作這種電流，H橋可以操作在兩種不同的狀態(tài)，快衰減或者慢衰減。在快衰減模式，H橋是被禁止的，續(xù)流電流流經(jīng)體二極管；在慢衰減模式，電機(jī)的下臂是短路的。

當(dāng)PWM 控制用于快衰模式，PWM信號控制一個xIN 管腳，而另一個管腳維持低電平；當(dāng)運(yùn)用于慢衰減，

另一管腳維持高電平。

PWM Control of Motor Speed

IN1	IN2	FUNCTION
PWM	0	Forward PWM，fast decay
1	PWM	Forward PWM，slow decay
0	PWM	Reverse PWM，fast decay
PWM	1	Reverse PWM，slow decay

下圖顯示了在不同驅(qū)動和衰減模式下的電流通路。

Driveand

CurrentControl

通過固定頻率的PWM 電流整流器，流過電機(jī)驅(qū)動橋臂的電流是被限制的或者是被控制的。在DC電機(jī)應(yīng)

用中，電流控制功能作用于限制開啟電流和停轉(zhuǎn)電流。

當(dāng)一個H 橋被使能，流過相應(yīng)橋臂的電流以一個斜率上升，此斜率由直流電壓VM和電機(jī)的電感特性決定。

當(dāng)電流達(dá)到設(shè)定的閾值，驅(qū)動器會關(guān)閉此電流，直到下一個PWM循環(huán)開始。注意，在電流被使能的那一刻，

ISEN管腳上的電壓是被忽略的，經(jīng)過一個固定時間后，電流檢測電路才被使能。這個消隱時間一般固定在2us。這個消隱時間同時決定了在操作電流衰減時的最小PWM時間。

PWM 目標(biāo)電流是由比較器比較連接在ISEN管腳上的電流檢測電阻上的電壓乘以一個10倍因子和一個參

考電壓決定。參考電壓通過VREF輸入。以下公式為100%計算目標(biāo)電流：

舉個例子：假如使用了一個0.15Ω的電阻，參考電壓為3.3V，這樣目標(biāo)電流為2.2A。

注意：假如電流控制功能不需要使用，ISEN管腳需直接接地。

電流衰減時序

當(dāng)電流達(dá)到ITRIP，H橋的兩個下管打開，維持一個tOFF時間（25us），然后相應(yīng)上管再打開。

DEADTIME

當(dāng)輸出由高電平轉(zhuǎn)變成低電平，或者由低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖�，死區(qū)時間的存在是為了防止上下管同時導(dǎo)通。

死區(qū)時間內(nèi)，輸出是一個高阻態(tài)。當(dāng)需要在輸出上測量死區(qū)時間，需要根據(jù)相應(yīng)管腳當(dāng)時的電流方向來測量。

如果電流是流出此管腳，此時輸出端電壓是低于地電平一個二極管壓降；如果電流是流入此管腳，此時輸出端電壓是高于電源電壓VM一個二極管壓降。

死區(qū)時間

休眠模式

當(dāng)IN1、IN2都為低，維持1ms 以上，器件將進(jìn)入休眠模式，從而大大降低器件空閑的功耗。進(jìn)入休眠模式后，器件的H橋被禁止，電荷泵電路停止工作。在VM上電時候，如果IN1、IN2都為低，芯片是立馬進(jìn)去休眠模式。當(dāng)IN1或IN2 翻轉(zhuǎn)為高電平且至少維持5us，經(jīng)過延遲約50us，芯片恢復(fù)到正常的操作狀。

保護(hù)電路

AT4950 有過流保護(hù)，短路保護(hù)，過溫保護(hù)和欠壓保護(hù)。

過流保護(hù)(OCP)

在每一個FET 上有一個模擬電流限制電路，此電路限制流過FET的電流，從而限制門驅(qū)動。如果此過流

模擬電流維持時間超過OCP脈沖時間，H 橋內(nèi)所有FET被禁止。經(jīng)過一個OCP 嘗試時間（tOCP），驅(qū)動器會

被重新使能。如果這個錯誤條件仍然存在，上述這個現(xiàn)象重復(fù)出現(xiàn)。如果此錯誤條件消失了，驅(qū)動恢復(fù)正常工作。

H 橋上臂和下臂上的過流條件是被獨(dú)立檢測的。對地短路，對VM短路，和輸出之間短路，都會造成過流

關(guān)閉。注意，過流保護(hù)不使用PWM電流控制的電流檢測電路，所以過流保護(hù)功能不作用與ISEN電阻。

過溫保護(hù)(TSD)

如果結(jié)溫超過安全限制閾值，H 橋的FET被禁止。一旦結(jié)溫降到一個安全水平，所有操作會自動恢復(fù)正常。

欠壓鎖定保護(hù)(UVLO)在任何時候，如果VM管腳上的電壓降到低于欠壓鎖定閾值，內(nèi)部所有電路會被禁止，內(nèi)部所有復(fù)位。當(dāng)VM上的電壓上升到UVLO以上，所有功能自動恢復(fù)。

單通道刷式直流電機(jī)驅(qū)動AT4950應(yīng)用示例2355239046.pdf (1.12 MB, 下載次數(shù): 11)