DRV8828國(guó)產(chǎn)完美替代MS8828

趙妍和

MS8828是一款有感方波三相無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，最高工作電壓可達(dá)35V，最大驅(qū)動(dòng)峰值電流可達(dá)1.5A。MS8828可實(shí)現(xiàn)無(wú)刷電機(jī)的制動(dòng)、換向、調(diào)速等功能，它還有過(guò)溫、過(guò)流、欠壓、堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能。它還有一個(gè)5V穩(wěn)壓輸出，可以用于給霍爾供電。

下方圖1是MS8828無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)的內(nèi)部框圖及典型外圍電路，它是純硬件設(shè)計(jì)，外圍電路連接正確，電機(jī)線和霍爾線序正確后，只需給芯片VCC電源供電即可驅(qū)動(dòng)一個(gè)三相無(wú)刷電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

轉(zhuǎn)速的調(diào)整

電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以通過(guò)調(diào)整外部輸入PWM脈沖的占空比大小來(lái)調(diào)整。PWM信號(hào)的頻率建議要大于20kHz，因?yàn)槿绻鸓WM信號(hào)太低會(huì)落在人耳可聽(tīng)聲音頻率范圍，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的噪聲會(huì)稍大。PWM脈沖可以由MCU提供，也可以由NE555產(chǎn)生，NE555產(chǎn)生PWM可調(diào)電路可參考圖2，VREG是MS8828的5V穩(wěn)壓輸出，RP1是50kΩ的可調(diào)電阻，這個(gè)電路可產(chǎn)生占空比調(diào)整范圍為5%到95%，頻率為28khz左右的PWM信號(hào)。

FG的使用

MS8828的FG是反映霍爾變化快慢的輸出信號(hào)，真值表如下表所示，可通過(guò)檢測(cè)FG信號(hào)的頻率來(lái)監(jiān)測(cè)出電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化快慢，通過(guò)FG頻率可以計(jì)算出電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)速，計(jì)算公式為：

公式中的Poles為電機(jī)的極數(shù)。MS8828的PWM占空比大小與實(shí)際電機(jī)的轉(zhuǎn)速可能不是非常標(biāo)準(zhǔn)的線性關(guān)系，所以可通過(guò)檢測(cè)FG信號(hào)頻率計(jì)算出實(shí)際電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)整PWM占空比來(lái)修正實(shí)際轉(zhuǎn)速，這樣做閉環(huán)轉(zhuǎn)速控制。注意FG腳為開(kāi)漏輸出結(jié)構(gòu)，需要接上拉電阻才有信號(hào)輸出。

VREG與HB的使用

MS8828支持霍爾安裝120°的無(wú)刷電機(jī)，不支持60°的電機(jī)，霍爾的供電可以由MS8828的5V穩(wěn)壓輸出供電，5V穩(wěn)壓輸出到霍爾電源腳之間可以串一顆限流電阻，然后通過(guò)一個(gè)三極管作為開(kāi)關(guān)連接，三極管的基極接MS8828的HB，HB一般情況都會(huì)輸出3.6V的直流電平，只有兩種情況下會(huì)輸出0V，一是S/S為H，進(jìn)入STEP態(tài)，二是檢測(cè)到PWMIN置H延時(shí)3ms之后。所以HB通過(guò)這樣方式連接芯片在以上兩個(gè)狀態(tài)時(shí)會(huì)切斷霍爾的供電以達(dá)到省電的目的。

堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能的使用

MS8828的堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能是通過(guò)CSD保護(hù)電路實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)但霍爾信號(hào)在一定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有變化時(shí)，CSD電路將起作用。堵轉(zhuǎn)保護(hù)的設(shè)置時(shí)間由連接CSD腳的對(duì)地電容決定，設(shè)置時(shí)間(s)=90*C(uF),當(dāng)一個(gè)0.022uF 的電容接入時(shí)保護(hù)時(shí)間約2S。設(shè)置時(shí)間必須足夠大以滿足電機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間。進(jìn)入堵轉(zhuǎn)保護(hù)后由以下條件可退出堵轉(zhuǎn)保護(hù)狀態(tài)：

1、S/S腳置H，處于STOP狀態(tài)時(shí)；

2、F/R腳進(jìn)行切換狀態(tài)時(shí)；

3、在PWMIN腳輸入上檢測(cè)到0％占空比時(shí);

4、檢測(cè)到低壓狀態(tài)時(shí)；

如果不需要堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能，只需將CSD電容并聯(lián)上一顆220kΩ對(duì)地電阻即可。

避免高速時(shí)急停和換向

在實(shí)際使用時(shí)盡量避免在電機(jī)全速或者接近全速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)直接剎車(chē)或換向。因?yàn)槿绻陔姍C(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電流較大的情況下直接剎車(chē)或換向瞬間會(huì)產(chǎn)生極大的電流和反向電勢(shì)，如果這瞬間電流和反向電勢(shì)超過(guò)芯片承受極限就會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)芯片損壞，所以建議客戶讓電機(jī)剎車(chē)或換向時(shí)必須減速后再進(jìn)行。

可增加的保護(hù)電路

MS8828在設(shè)計(jì)初時(shí)，已經(jīng)考慮上述可能性并不計(jì)成本提高芯片內(nèi)部單管耐壓，但鑒于實(shí)際使用時(shí)針對(duì)不同電機(jī)以及惡劣環(huán)境和違規(guī)操作，建議增加圖4的保護(hù)電路，圖中的VCC1和VCC2分別是芯片的兩個(gè)電源腳（PIN11和PIN12）。電路原理是將MS8828的電源分為邏輯控制電源和H橋驅(qū)動(dòng)電源，H橋驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生過(guò)高的電壓和電流通過(guò)該電路后不會(huì)影響到MS8828的邏輯控制電源。

接口的連接

MS8828實(shí)際使用時(shí)通常會(huì)將電源、地、邏輯控制腳（PWMIN、S/S、FR）、霍爾反饋輸出FG連線到一個(gè)接口上，通過(guò)這個(gè)接口再連接到外部的控制，建議使用時(shí)邏輯控制腳和霍爾反饋輸出FG接口到芯片的管腳之間串一個(gè)1kΩ左右的電阻，以防止芯片的這些數(shù)字腳有過(guò)流，過(guò)壓等異常情況時(shí)易使芯片損壞。

PCB的注意事項(xiàng)

MS8828是電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)一定會(huì)通過(guò)H橋的MOS開(kāi)關(guān)的切換而產(chǎn)生較大的熱量，所以如果有條件，PCB板上要做好散熱處理。由于要通過(guò)較大的電流，PCB布線時(shí)要注意電源線VCC和輸出OUT的線盡量粗一些。