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  • 正文
    • 1.產(chǎn)品簡述
    • 2. 如何發(fā)揮出M芯片的最強(qiáng)性能?——揭秘PWM驅(qū)動(dòng)秘訣
    • 3. 從多種保護(hù)角度,看安全可靠的M芯片
    • 4. HALL傳感器的精密支持——精準(zhǔn)信號(hào)的魔術(shù)師
    • 5. 務(wù)實(shí)的電源解決方案——小細(xì)節(jié)大保障
    • 6. 高效節(jié)電模式——智能的守護(hù)者
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聊聊芯片說明書datasheet——以國產(chǎn)三相無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片為例

09/28 10:55
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datasheet是芯片的使用說明書,里面有芯片的產(chǎn)品簡述、功能描述、特點(diǎn)、應(yīng)用、封裝、管腳圖、內(nèi)部框圖、極限參數(shù)、電氣參數(shù)等信息。今天,我們就來聊聊一款功能強(qiáng)大、特點(diǎn)豐富的三相無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。我們會(huì)以一個(gè)輕松有趣的方式,分步驟地剖析其datasheet,讓大家對(duì)這款芯片有一個(gè)全面而深入的了解。

1.產(chǎn)品簡述

M芯片是一款專為三相無刷電機(jī)設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)芯片,最大的特點(diǎn)是它的工作電壓最高可達(dá)35V,最大驅(qū)動(dòng)電流可以達(dá)到1.5A。

主要功能與特點(diǎn)

解釋如下:

電流與阻抗:Imax=1.5A;

上臂橋輸出阻抗0.6Ω,下臂橋輸出阻抗0.5Ω——就像是一輛跑車,馬力十足,阻力卻非常低。

PWM驅(qū)動(dòng)與同步整流:通過PWM信號(hào)調(diào)整轉(zhuǎn)速,降低功耗;同步整流則減少了續(xù)流二極管的熱量,好像讓電機(jī)拿到了“特效涼爽藥”。

保護(hù)電路:鎖存型CSD保護(hù)電路,避免電機(jī)在HALL信號(hào)異常時(shí)損壞。簡單來說,就類似于給電機(jī)帶上了“安全帽”。

多種模式:正、反轉(zhuǎn)模式切換,加上節(jié)能的Stop模式,在不同情況下都能游刃有余——好比這個(gè)電機(jī)有了多個(gè)“應(yīng)急按鈕”。

過溫、過流與低電壓保護(hù):自動(dòng)檢測并保護(hù),保護(hù)電路貫穿各個(gè)環(huán)節(jié),讓芯片既能預(yù)防“中暑”,又防止“炸鍋”。

M芯片的應(yīng)用電路圖如下:

2. 如何發(fā)揮出M芯片的最強(qiáng)性能?——揭秘PWM驅(qū)動(dòng)秘訣

驅(qū)動(dòng)模塊——PWM式調(diào)味劑:芯片利用PWM驅(qū)動(dòng)方式,通過調(diào)節(jié)輸出模塊上臂管的開斷,達(dá)到控速目的。通過改變PWM信號(hào)的占空比,就可以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速,精確而高效。簡單來說,PWM就像烹飪中的調(diào)味劑,對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行“精確調(diào)味”。

同步整流的神奇功效:同步整流功能在電機(jī)的續(xù)流階段發(fā)揮作用,利用下臂管導(dǎo)通,使續(xù)流過程產(chǎn)生的熱量得到有效控制——可以理解為讓電機(jī)“吹空調(diào)”,減少發(fā)熱,增加使用壽命。

過流保護(hù)機(jī)制:芯片提供了過流保護(hù)機(jī)制,通過VRF和電流檢測電阻Rf來限制最大輸出電流峰值。這一功能就如同裝了一道“保險(xiǎn)閥”,保證當(dāng)電流超出設(shè)定值時(shí),迅速降低輸出占空比,避免電路受損。正因如此,即使在啟動(dòng)時(shí)電流變化迅速,芯片也能快速響應(yīng)。

M芯片的內(nèi)部框圖如下:

3. 從多種保護(hù)角度,看安全可靠的M芯片

CSD保護(hù)電路:這是一種抑制保護(hù)電路,當(dāng)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)但HALL信號(hào)不變時(shí)觸發(fā)。所有輸出上臂管將在這種情況下全部關(guān)斷,相當(dāng)于電機(jī)的“自動(dòng)剎車”系統(tǒng)。

低電壓保護(hù):M芯片通過比較器和帶隙電壓基準(zhǔn),一旦檢測到5V的VREG電壓低于4.15V,便會(huì)關(guān)閉所有輸出晶體管。這功能就像“斷電保護(hù)”,預(yù)防芯片因電壓不足而受損。

過溫保護(hù):當(dāng)芯片結(jié)溫超過147°C時(shí),過溫保護(hù)激活,關(guān)閉所有輸出管,讓芯片“降溫歇息”。直到溫度回落到設(shè)定值以下,保護(hù)才會(huì)解除。這功能類似于“智能溫控風(fēng)扇”,保證芯片不被熱損壞。

4. HALL傳感器的精密支持——精準(zhǔn)信號(hào)的魔術(shù)師

HALL信號(hào)的識(shí)別:HALL信號(hào)幅度需過遲滯值(最大35mV),最佳為大于100mV。為減少噪聲干擾,可在輸入端接地電容。簡直就好比給電流裝上“過濾器”,保證輸出信號(hào)的純度和穩(wěn)定。

HALL元件連接方法:是否串聯(lián)或并聯(lián)HALL元件影響很大。串聯(lián)優(yōu)點(diǎn)在于電流共享、更節(jié)省,幅度溫度變化小,但容易出現(xiàn)不對(duì)稱。而并聯(lián)雖然功耗增加,但能滿足更高的電壓幅度需求。各有優(yōu)劣,全憑具體需求“定制”。

5. 務(wù)實(shí)的電源解決方案——小細(xì)節(jié)大保障

電源的穩(wěn)定性:由于芯片大電流以及開關(guān)驅(qū)動(dòng)方式,電源線容易干擾。推薦在VCC和地之間接入大電容,優(yōu)選靠近管腳位置。在難以操作時(shí)可用0.1uF陶瓷電容。理解起來,就像為電源裝上了穩(wěn)定器,防震防干擾。

VREG與電荷泵:為了穩(wěn)定VREG,需要連接至少0.1uF的電容。電荷泵逐步提升電源電壓,為高端管柵提供電壓,讓芯片動(dòng)力澎湃。

6. 高效節(jié)電模式——智能的守護(hù)者

節(jié)電模式的效率:在STOP模式下,芯片幾乎關(guān)斷所有電路,僅保留基本的5V預(yù)穩(wěn)壓輸出以及Short Brake態(tài)的低端管短接狀態(tài)。無論是在動(dòng)態(tài)還是靜態(tài),有效降低芯片功耗,可實(shí)現(xiàn)長時(shí)間穩(wěn)定工作。

M芯片的管腳圖如下:

M芯片如同電機(jī)的全能保鏢。M芯片的強(qiáng)大不僅在于它的PWM驅(qū)動(dòng)和同步整流功能,更在于它多方位的保護(hù)機(jī)制和高效的節(jié)電模式。它如同一名全能保鏢,保障了電機(jī)的高效、穩(wěn)定、可靠工作。

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作者:胡工,北京大學(xué)微電子本碩,北京大學(xué)半導(dǎo)體校友會(huì)成員,在半導(dǎo)體行業(yè)工作多年,常駐深圳。歡迎交流,備注姓名+公司+崗位。

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