电机驱动芯片

LMD18200电机驱动芯片介绍2013-4-14自动0701李欢20074998LMD18200是美国国家半导体公司（NS）推出的专用于直流电动机驱动的H桥组件。同一芯片上集成有CMOS控制电路 和DMOS功率器件，利用它可以与主处理器、电机和增量型编码器构成一 个完整的运动控制系统。LMD18200广泛应用于打印机、机器人和各种自动化控制领域。内部机构和引脚说明：温度抿普餉出99自举1温度检测过流检测方向3 0 刹车4 0PW 5 O2霍泵自举211O电涼取样输岀8:會|关断图2 LMD18200內部电路框图各引脚的功能如下:引脚名称功能描述1、11桥臂1, 2的自举输入电容连接端在脚1与脚2、脚10与脚11之间应接入10uF的自举电容2、10H桥输出端3方向输入端转向时，输出驱动电流方向见表 1。该脚控制输出1与输出2 （脚2、10）之间电 流的方向，从而控制马达旋转的方向。4刹车输入端刹车时，输出驱动电流方向见表1。通过该端将马达绕组短路而使其刹车。刹车时， 将该脚置逻辑高电平，并将 PWM信号输入端（脚5 ）置逻辑高电平，3脚的逻辑 状态决定于短路马达所用的器件。3脚为逻辑高电平时，H桥中2个高端晶体管导 通；3脚呈逻辑低电平时，H桥中2个低端晶体管导通。脚4置逻辑高电平、脚5 置逻辑低电平时，H桥中所有晶体管关断，此时，每个输出端只有很小的偏流（1.5mA ）。5PWM信号输入端PWM信号与驱动电流方向的关系见表 1。该端与3脚（方向输入）如何使用，决 定于PWM信号类型。6、7电源正端与负端8电流取样输出端提供电流取样信号，典型值为 377识/A。9温度报警输出温度报警输出，提供温度报警信号。芯片结温达145 C时，该端变为低电平；结温 达170 C时，芯片关断。注释：光电编码器是通过读取光电编码盘上的图案或编码信息来表示与光电编码器相连的电机转 子的位置信息的，即判断方位。LMD18200工作原理：内部集成了四个 DMOS管，组成一个标准的 H型驱动桥。通过充电泵电路为上桥臂的2个开关管提供栅极控制电压，充电泵电路由一个300kHz左右的工作频率。可在引脚1、11外接电容形成第二个充电泵电路，外接电容越大，向开关管栅极输入的电容充电速度越快，电压上升的时 间越短，工作频率可以更高。引脚2、10接直流电机电枢，正转时电流的方向应该从引脚步到引脚10 ；反转时电流的方向应该从引脚10到引脚2。电流检测输出引脚8可以接一个对地电阻，通过电阻来输出过流情况。内部保护电路设置的过电流阈值为10A，当超过该值时会自动封锁输出，并周期性的自动恢复输出。如果过电流持续时间较长，过热保护将关闭整个输出。过热信号还可 通过引脚9输出，当结温达到145度时引脚9有输出信号图3采用LMD18200单极性驱动电动机的实际应用电路LMD18200提供双极性驱动方式和单极性驱动方式。双极性驱动是指在一个PWM周期里，电动机电枢的电压极性呈正负变化。双极性可逆系统虽然有低速运行平稳性的优点，但也存在着电流 波动大，功率损耗较大的缺点，尤其是必须增加死区来避免开关管直通的危险，限制了开关频率 的提高，因此只用于中小功率直流电动机的控制。本文中将介绍单极性可逆驱动方式。单极性驱 动方式是指在一个 PWM周期内，电动机电枢只承受单极性的电压。该应用电路是Motorola 68332CPU与LMD18200接口例子，它们组成了一个单极性驱动直流电 机的闭环控制电路。在这个电路中，PWM控制信号是通过引脚 5输入的，而转向信号则通过引脚 3输入。根据PWM控制信号的占空比来决定直流电机的转速和转向。采用一个增量型光电编码器来反馈电动机的实际位置，输出AB两相，检测电机转速和位置，形成闭环位置反馈，从而达到精确控制电机。