隨著功率電子技術(shù)的飛速發(fā)展,直流電機(jī)的功率驅(qū)動(dòng)集成電路也越來越多,它們具有效率高蹭秋、輸出電流大恤仁、需要外接的元件少等特點(diǎn)赤嚼。本文介紹SA60以及LMD18245這兩種芯片的引腳功能玫斋、特點(diǎn)及其各自的應(yīng)用北专。
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(jī)的全橋功率輸出電路哥甲。它們既具有在外接少量元件的情況下實(shí)現(xiàn)電機(jī)的功率驅(qū)動(dòng)汽心、控制以及提供保護(hù)等功能的共性,又具有各自特色。下面就其引腳巫邻、功能特點(diǎn)及其典型應(yīng)用作一個(gè)介紹猫荤。
兩芯片的主要性能參數(shù)及其特點(diǎn)
SA60的性能參數(shù)及應(yīng)用范圍
SA60的是一個(gè)PWM型功率輸出芯片,電路提供給電機(jī)的電源電壓最大可達(dá)到80V,能連續(xù)向負(fù)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(dá)97%,該芯片還可以外接一個(gè)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住卿。SA60主要應(yīng)用在驅(qū)動(dòng)中小型直流電機(jī),D類功率放大,軸承激勵(lì)等場合芋困。
LMD18245的性能參數(shù)及應(yīng)用范圍
LMD18245芯片可為
電機(jī)提供最大55V的電源電壓,邏輯電路電壓12V,最大持續(xù)電流輸出3A,峰值電流可達(dá)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矫迹。由于在芯片中集成了四位D/A轉(zhuǎn)換器和電機(jī)電流傳感器利术、固定切斷時(shí)間的斬波放大器等電路,所以LMD18254很容易完成對電機(jī)電流的數(shù)字控制,實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的微步驅(qū)動(dòng)。因此,該芯片主要用于小型直流電機(jī)特別是步進(jìn)電機(jī)的控制和驅(qū)動(dòng)上低矮。
引腳及其功能
外形
SA60和LMD18245的外形封裝如圖1印叁。
內(nèi)部電路框及各引腳功能
SA60各引腳功能
SA60的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框如圖2所示。電路共有12個(gè)引腳,其中10军掂、7兩腳分別是H橋和PWM及橋的驅(qū)動(dòng)級電源端;9轮蜕、11為功率信號輸出端,其輸出波形與輸入信號的關(guān)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蝗锥、12端可以直接接功率地,也可以通過一個(gè)電阻接地,作為限流感用,該端的電壓最大值為±2V;2跃洛、4兩端分別是模擬和數(shù)字控制信號的輸入端。
LMD18245各引腳功能
LMD18245的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示终议。9腳是電源端;1汇竭、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穴张、6细燎、7、8是D/A轉(zhuǎn)換器的二進(jìn)制數(shù)據(jù)輸入端,其中4腳為二進(jìn)制數(shù)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(lián)接一個(gè)并聯(lián)的RC網(wǎng)絡(luò),可將單穩(wěn)脈沖寬度設(shè)置為:1.1RC秒皂甘。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(shù)模轉(zhuǎn)換參考電壓輸入端(14腳)玻驻。
芯片的應(yīng)用實(shí)例
雖然這兩個(gè)芯片都是開關(guān)式全橋功率驅(qū)動(dòng)電路,由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同,工作方式也不盡相同,所以在作為電機(jī)控制電路時(shí),電路的工作方式也各有特點(diǎn)。圖4是SA60驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)時(shí)的典型接線圖,在該圖中芯片被聯(lián)接成模擬輸入方式,在數(shù)字輸入端(2腳)與模擬地之間聯(lián)接一個(gè)電容器CT,改變它的大小,可以調(diào)整PWM載波的頻率在22～250kHz之間變化的哪峰。
雖說LDM18245的持續(xù)電流輸出的指標(biāo)還不足SA60的三分之一,但在控制方式上有它靈活方便的一面,采用不同的聯(lián)接方式可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的不同的控制方式,獲得不同的控制性能,圖5是用雙極性輸出方式驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)的實(shí)例冷吏。其中固定斬波時(shí)間為1.1RC;電流傳感電阻RW參考公式:
計(jì)算,其中UREF是D/A轉(zhuǎn)換電路的參考電壓,D為D/A轉(zhuǎn)換電路的輸入電壓值,IS為電機(jī)電流的最大設(shè)定值。與SA60不同,在LMD18245芯片中沒有PWM電路,想通過PWM的占空比來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向,需要外接控制器,聯(lián)接方法如圖中所示守搬。
應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)
在實(shí)際使用這兩種芯片時(shí)必須注意如下幾個(gè)事項(xiàng)些惑。一是在電源端和功率地端必須接旁路電容,否則由于電機(jī)電流跳變或換向引起的尖峰電壓和浪涌電流會使芯片損壞痒弃。具體的做法是在芯片的電源端并聯(lián)一個(gè)1μF的高頻陶瓷電容和一個(gè)100μF的鋁電解電容,并注意聯(lián)接線要盡量的短。二是在布線時(shí)注意將模擬地和功率地嚴(yán)格分開,注意控制信號輸入線和功率信號輸出線保持距離,以免反饋巩樟、干擾。
小結(jié)
這兩款功率輸出芯片都具有輸出電流大瘫啦、工作效率高艰捶、電路設(shè)計(jì)簡便、體積小巧澳踱、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)伤主。所以它們的應(yīng)用范圍遠(yuǎn)不止上述所談到的幾種, 就SA60 以及它的同系列產(chǎn)品SA50 、51 芯片來說,作為D 類音頻功率輸出電路已有應(yīng)用,這類功率輸出裝置功率之高是傳統(tǒng)模擬音頻功率輸出級所望塵莫及癣彩。
