今天詳細說下上次介紹的AT4950,可PIN TO PIN替代大部分進口的驅動芯片產品,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驅動器,VM單電源供電,內置電荷泵。兩個邏輯輸入控制H橋驅動器,該驅動器由四個N-MOS組成,能夠以高達3.6A的峰值電流雙向控制電機。該芯片利用電流衰減預置最大輸出電流,能夠將電流限制在某一已知水平。如果將兩個輸入均置為低電平,則電機驅動器將進入低功耗休眠模式。內部關斷功能包含過流保護,短路保護,欠壓鎖定和過溫保護。 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系。
H 橋控制邏輯表 邏輯輸入也可以使用PWM 控制來達到調速功能。當用PWM波控制一個橋臂時,并且在驅動電流為關斷時,由于電機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)流電流流經體二極管;在慢衰減模式,電機的下臂是短路的。 當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;當運用于慢衰減, 另一管腳維持高電平。 PWM Control of Motor Speed
下圖顯示了在不同驅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,流過電機驅動橋臂的電流是被限制的或者是被控制的。在DC電機應 用中,電流控制功能作用于限制開啟電流和停轉電流。 當一個H 橋被使能,流過相應橋臂的電流以一個斜率上升,此斜率由直流電壓VM和電機的電感特性決定。 當電流達到設定的閾值,驅動器會關閉此電流,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。 考電壓決定。參考電壓通過VREF輸入。以下公式為100%計算目標電流: 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 當電流達到ITRIP,H橋的兩個下管打開,維持一個tOFF時間(25us),然后相應上管再打開。 DEADTIME 當輸出由高電平轉變成低電平,或者由低電平轉變?yōu)楦唠娖剑绤^(qū)時間的存在是為了防止上下管同時導通。 死區(qū)時間內,輸出是一個高阻態(tài)。當需要在輸出上測量死區(qū)時間,需要根據相應管腳當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IN1、IN2都為低,維持1ms 以上,器件將進入休眠模式,從而大大降低器件空閑的功耗。進入休眠模式后,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,芯片是立馬進去休眠模式。當IN1或IN2 翻轉為高電平且至少維持5us,經過延遲約50us,芯片恢復到正常的操作狀。 保護電路 AT4950 有過流保護,短路保護,過溫保護和欠壓保護。 過流保護(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,從而限制門驅動。如果此過流 模擬電流維持時間超過OCP脈沖時間,H 橋內所有FET被禁止。經過一個OCP 嘗試時間(tOCP),驅動器會 被重新使能。如果這個錯誤條件仍然存在,上述這個現象重復出現。如果此錯誤條件消失了,驅動恢復正常工作。 H 橋上臂和下臂上的過流條件是被獨立檢測的。對地短路,對VM短路,和輸出之間短路,都會造成過流 關閉。注意,過流保護不使用PWM電流控制的電流檢測電路,所以過流保護功能不作用與ISEN電阻。 過溫保護(TSD) 如果結溫超過安全限制閾值,H 橋的FET被禁止。一旦結溫降到一個安全水平,所有操作會自動恢復正常。 欠壓鎖定保護(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,內部所有電路會被禁止,內部所有復位。當VM上的電壓上升到UVLO以上,所有功能自動恢復。 |