|
MS35631描述 MS35631 是一款四通道 DMOS 全橋驅動(dòng)器，可以驅動(dòng)兩個(gè)步進(jìn)電機或者四個(gè)直流電機。每個(gè)全橋的驅動(dòng)電流在 24V 電源下可以工作到1.2A。MS35631 集成了固定關(guān)斷時(shí)間的 PWM 電流校正器，以及一個(gè)2bit 的非線(xiàn)性 DAC（數模轉換器），可以工作在全步進(jìn)，半步進(jìn)，四分之一步進(jìn)，正轉，反轉以及待機模式。PWM 電流校正器使用混合衰減模式，可以減小音頻電機噪聲，提高步進(jìn)精度以及降低功耗。芯片還內置內部同步整流控制電路以降低 PWM 工作時(shí)的功耗。 芯片集成的保護電路有熱關(guān)斷遲滯，低壓關(guān)斷保護(UVLO)以及翻轉電流保護，因此可以不需要特定的電源啟動(dòng)次序。 主要特點(diǎn) 四通道全橋 雙步進(jìn)電機驅動(dòng) 大電流輸出 3.3V 和 5V 邏輯 同步整流 內置 UVLO 過(guò)熱保護 翻轉保護 防堵轉 應用 安防監控 舞臺燈 玩具 機器人技術(shù) 醫療設備 封裝圖 管腳圖 管腳說(shuō)明圖 內部框圖 電氣參數 功能描述 器件特性 MS35631 可以驅動(dòng)兩個(gè)步進(jìn)電機或四個(gè)直流電機，也可以驅動(dòng)一個(gè)步進(jìn)電機加兩個(gè)直流電機。 輸出 H 全橋為四個(gè) N 型 DMOS 驅動(dòng)管，受控于脈動(dòng)寬度調制電路(PWM)。每個(gè) H 全橋的輸出峰值電流由 Rsensex 和 Vrefx 共同決定。輸入腳包括 PHASEX，I0x，I1x。 內部 PWM 電流控制原理 每個(gè) H 全橋帶有固定衰減時(shí)間的 PWM 電流控制電路，使得負載電流不超過(guò)設定值 ITRIP。初始時(shí)，H 橋對角的一對源漏 DMOS 驅動(dòng)管打開(kāi)，電流流入電機和電路檢測 Rsense 電阻。當 Rsense 上的電壓等于 VREF 端口電壓的三分之一時(shí)，電流檢測比較器重置 PWM 鎖存器，關(guān)斷源端 DMOS 驅動(dòng)管。最大電流限制由 Rsense(Rs)電阻大小以及 VREF 端的電壓共同決定，最大電流公式如下：ITripMax=VREF /(3*Rs) 每個(gè)步進(jìn)電流限制 ITrip 都是最大電流限制 ITripMax 的百分比。步進(jìn)電流 ITrip 的計算公式：ITrip =(% ITripMax /100)* ITripMax其中% ITripMax 見(jiàn)步進(jìn)次序表。另外注意，應用中 Rsense 上的最大電壓值不要超過(guò)±500mV。 固定關(guān)斷時(shí)間 內部的 PWM 控制電路集成一固定時(shí)間脈沖來(lái)關(guān)斷驅動(dòng)器，關(guān)斷時(shí)間 toff 內置為 9us。 無(wú)效時(shí)間 在內部電路控制使得輸出發(fā)生變化時(shí)，此功能可以關(guān)斷輸出電流檢測比較器，以防止輸出誤檢測，比如說(shuō)過(guò)沖電流，嵌位二極管的反向恢復電流，輸出電容引起的反向傳輸等等。無(wú)效時(shí)間設置為 1us。 控制邏輯 器件與控制器的通信通過(guò)標準的 I1，I0，PHASE 工業(yè)接口，通過(guò)控制，可以實(shí)現全，半與四分之一步長(cháng)模式。每個(gè) H 橋設置了獨立的 VREF 腳，所以通過(guò)動(dòng)態(tài)地控制 VREF 腳，可以得到更高精度的步長(cháng)控制。 電荷泵（CP1 與 CP2） 電荷泵電路產(chǎn)生一個(gè)比 VBB 高的電源來(lái)驅動(dòng) H 橋的源端 DMOS 管。應用中由于充放電的需要，CP1 與 CP2 間需要接一個(gè) 0.1uF 的陶瓷電容。VCP 與 VBBx 之間也需要接一個(gè) 0.1uF 的陶瓷電容來(lái)存儲電荷。 保護功能 集成完備的保護功能，包括過(guò)溫保護，欠壓保護，過(guò)流保護。 MS35631 集成了過(guò)流保護功能，能夠檢測輸出對電源，對地，以及輸出間短路。當檢測到短路時(shí)間超過(guò) 0.8us 時(shí)，芯片將輸出關(guān)閉，關(guān)閉 10ms 后，芯片會(huì )嘗試自動(dòng)重新開(kāi)啟。 同步整流 當內部固定衰減時(shí)間電路觸發(fā)，PWM 關(guān)斷起作用時(shí)，負載電流會(huì )產(chǎn)生回流。MS35631 同步整流電路在電流衰落的過(guò)程中，會(huì )打開(kāi)相應的 DMOS 管，用 Rdson 電阻來(lái)短接寄生體二極管，可以有效降低功耗。當檢測到零電流時(shí)，同步整流被關(guān)斷以防止負載電流反向。 混合衰減模式 H 橋工作在混合衰減模式；如下圖所示，當電流達到限流值時(shí)，進(jìn)入快速衰減模式，持續時(shí)間為整個(gè)衰減模式的 30.1%(tFD)；然后系統進(jìn)入慢速衰減模式。在快衰減與慢衰減轉換期間，驅動(dòng)器會(huì )被關(guān)斷 600ns（死區時(shí)間），此設置可以有效防止橋穿通現象。如下圖 1 圖 2 所示，在死區時(shí)間，同步整流不再起作用，芯片只工作在快速和慢速衰減模式下。 步進(jìn)相序設置 典型應用圖 直流電機控制 芯片集成四路 H 橋驅動(dòng)，毎路都設置了獨立的 PWM 電流控制電路，所以也可以驅動(dòng)四個(gè)直流電機。應用中可以通過(guò) VREF 腳設置最大電流，使用 PWM 信號控制 I0x，I1x，phasex 腳來(lái)控制電機的正轉，反轉，待機。 版圖制作 印刷電路板需要使用厚地板。為了獲得更好的性能與散熱，MS35631 最好能直接焊接在板上。在 MS35631 的背面是金屬散熱片，直接焊在 PCB 外露板上可以將熱量發(fā)散到其他層。 版圖地線(xiàn) 為了減小地電位漂移問(wèn)題，須在 PCB 板中靠近芯片的位置設置一個(gè)單點(diǎn)低阻的特殊地線(xiàn)。一般地，MS35631 的散熱片與 PCB 板的接觸地線(xiàn)位置是理想的特殊地線(xiàn)位置。 低阻的特殊地線(xiàn)可以有效防止地電平漂移和保證電源電壓的穩定性。下圖是一個(gè)示意圖，說(shuō)明如何在芯片的底部設置特殊的地線(xiàn)，既當做低阻地接觸，同時(shí)接到散熱片。 SENSE 腳設置 Sense 腳電阻 RSx 必須通過(guò)一個(gè)低阻的通路到地線(xiàn)，因為 RSx 會(huì )流過(guò)大電流，并且產(chǎn)生精確的反饋電壓到 sense 比較器。長(cháng)的地線(xiàn)會(huì )產(chǎn)生額外電阻，形成不確定的電壓降，降低 sense 比較器精度。 當選擇 sense 電阻時(shí)，注意保證工作中 sense 腳的電壓不要超過(guò)正負 500mV。 |
