由四個N-MOS組成，能夠以高達3.6A的峰值電流適用于打印機、機器人雙向控制電機

ID:354063 · 發表于 2018-7-30 10:16

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。下表顯示了彼此間的邏輯關系。

IN1	IN2	OUT1	OUT2	說明
0	0	Z	Z	滑行，休眠
1	0	H	L	正向
0	1	L	H	反向
1	1	L	L	剎車

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流通。這個電流叫做續流。為了操作這種電流，H橋可以操作在兩種不同的狀態，快衰減或者慢衰減。在快衰減模式，H橋是被禁止的，續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

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。

PWM 目標電流是由比較器比較連接在ISEN管腳上的電流檢測電阻上的電壓乘以一個10倍因子和一個參

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，或者由低電平轉變為高電平，死區時間的存在是為了防止上下管同時導通。

死區時間內，輸出是一個高阻態。當需要在輸出上測量死區時間，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。

單通道刷式直流電機驅動AT4950應用示例2355239046.pdf (1.12 MB, 下載次數: 11)