由四个N-MOS组成,能够以高达3.6A的峰值电流适用于打印机、机器人双向控制电机

发布时间:2018-7-30 10:20    发布者:dnsj999
     今天详细说下上次介绍的AT4950,可PIN TO PIN替代大部分进口的驱动芯片产品,如:ALLEGRO研发的A4950等等都是可直接替换使用的。AT4950是一款刷式直流电机驱动器,VM单电源供电,内置电荷泵。两个逻辑输入控制H桥驱动器,该驱动器由四个N-MOS组成,能够以高达3.6A的峰值电流双向控制电机。该芯片利用电流衰减预置最大输出电流,能够将电流限制在某一已知水平。如果将两个输入均置为低电平,则电机驱动器将进入低功耗休眠模式。内部关断功能包含过流保护,短路保护,欠压锁定和过温保护。
BridgeControl
输入管脚IN1、IN2控制H 桥的输出状态。下表显示了彼此间的逻辑关系。
  
IN1
  
IN2
OUT1
OUT2
说明
0
0
Z
Z
滑行,休眠
1
0
H
L
正向
0
1
L
H
反向
1
1
L
L
刹车
H 桥控制逻辑表
逻辑输入也可以使用PWM 控制来达到调速功能。当用PWM波控制一个桥臂时,并且在驱动电流为关断时,由于电机的电感特性要求电流连续流通。这个电流叫做续流。为了操作这种电流,H桥可以操作在两种不同的状态,快衰减或者慢衰减。在快衰减模式,H桥是被禁止的,续流电流流经体二极管;在慢衰减模式,电机的下臂是短路的。
当PWM 控制用于快衰模式,PWM信号控制一个xIN 管脚,而另一个管脚维持低电平;当运用于慢衰减,
另一管脚维持高电平。
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
下图显示了在不同驱动和衰减模式下的电流通路。
AT4950详细1.png
Driveand
CurrentControl
通过固定频率的PWM 电流整流器,流过电机驱动桥臂的电流是被限制的或者是被控制的。在DC电机应
用中,电流控制功能作用于限制开启电流和停转电流。
当一个H 桥被使能,流过相应桥臂的电流以一个斜率上升,此斜率由直流电压VM和电机的电感特性决定。
当电流达到设定的阈值,驱动器会关闭此电流,直到下一个PWM循环开始。注意,在电流被使能的那一刻,
ISEN管脚上的电压是被忽略的,经过一个固定时间后,电流检测电路才被使能。这个消隐时间一般固定在2us。这个消隐时间同时决定了在操作电流衰减时的最小PWM时间。
PWM 目标电流是由比较器比较连接在ISEN管脚上的电流检测电阻上的电压乘以一个10倍因子和一个参
考电压决定。参考电压通过VREF输入。以下公式为100%计算目标电流:
AT4950详细2.png
举个例子:假如使用了一个0.15Ω的电阻,参考电压为3.3V,这样目标电流为2.2A。
注意:假如电流控制功能不需要使用,ISEN管脚需直接接地。
AT4950详细3.png
电流衰减时序
当电流达到ITRIP,H桥的两个下管打开,维持一个tOFF时间(25us),然后相应上管再打开。
DEADTIME
当输出由高电平转变成低电平,或者由低电平转变为高电平,死区时间的存在是为了防止上下管同时导通。
死区时间内,输出是一个高阻态。当需要在输出上测量死区时间,需要根据相应管脚当时的电流方向来测量。
如果电流是流出此管脚,此时输出端电压是低于地电平一个二极管压降;如果电流是流入此管脚,此时输出端电压是高于电源电压VM一个二极管压降。
AT4950详细4.png
死区时间
休眠模式
当IN1、IN2都为低,维持1ms 以上,器件将进入休眠模式,从而大大降低器件空闲的功耗。进入休眠模式后,器件的H桥被禁止,电荷泵电路停止工作。在VM上电时候,如果IN1、IN2都为低,芯片是立马进去休眠模式。当IN1或IN2 翻转为高电平且至少维持5us,经过延迟约50us,芯片恢复到正常的操作状。
保护电路
AT4950 有过流保护,短路保护,过温保护和欠压保护。
过流保护(OCP)
在每一个FET 上有一个模拟电流限制电路,此电路限制流过FET的电流,从而限制门驱动。如果此过流
模拟电流维持时间超过OCP脉冲时间,H 桥内所有FET被禁止。经过一个OCP 尝试时间(tOCP),驱动器会
被重新使能。如果这个错误条件仍然存在,上述这个现象重复出现。如果此错误条件消失了,驱动恢复正常工作。
H 桥上臂和下臂上的过流条件是被独立检测的。对地短路,对VM短路,和输出之间短路,都会造成过流
关闭。注意,过流保护不使用PWM电流控制的电流检测电路,所以过流保护功能不作用与ISEN电阻。
过温保护(TSD)
如果结温超过安全限制阈值,H 桥的FET被禁止。一旦结温降到一个安全水平,所有操作会自动恢复正常。
欠压锁定保护(UVLO)在任何时候,如果VM管脚上的电压降到低于欠压锁定阈值,内部所有电路会被禁止,内部所有复位。当VM上的电压上升到UVLO以上,所有功能自动恢复。
单通道刷式直流电机驱动AT4950应用示例2355239046.pdf (1.12 MB)

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18682191257 发表于 2018-8-1 16:55:53
请问需要小批量贴片插件加工吗?
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