直流電機功率驅動芯片及其應用集錦

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電機的功率驅動、控制以及提供保護等功能的共性,又具有各自特色。下面就其引腳、功能特點及其典型應用作一個介紹。

　　兩芯片的主要性能參數及其特點

　　SA60的性能參數及應用范圍

　　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到80V,能連續向負載提供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主要應用在驅動中小型直流電機,D類功率放大,軸承激勵等場合。

　　LMD18245的性能參數及應用范圍

　　LMD18245芯片可為電機提供最大55V的電源電壓,邏輯電路電壓12V,最大持續電流輸出3A,峰值電流可達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,該功率輸出級具有很高的效率。由于在
芯片中集成了四位D/A轉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字控制,實現步進電機的微步驅動。因此,該芯片主要用于小型直流電機特別是步進電機的控制和驅動上。

　引腳及其功能
　
外形

SA60和LMD18245的外形封裝如圖1。

　　　　　　　　　　　　　　

內部電路框及各引腳功能

　SA60各引腳功能

　　　　　　　　　　　
　　SA60的內部結構框如圖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字控制信號的輸入端。

　　LMD18245各引腳功能

　　LMD18245的內部結構框圖如圖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轉換器的二進制數據輸入端,其中4腳為二進制數的最高位;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腳上聯接一個并聯的RC網絡,可將單穩脈沖寬度設置為: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),和數模轉換參考電壓輸入端(14腳)。
　　　　　　　　　　　

　　芯片的應用實例

　　雖然這兩個芯片都是開關式全橋功率驅動電路,由于內部結構的不同,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驅動直流電動機時的典型接線圖,在該圖中芯片被聯接成模擬輸入方式,在數字輸入端(2腳)與模擬地之間聯接一個電容器CT,改變它的大小,可以調整PWM載波的頻率在22～250kHz之間變化的。