SA60 和LMD18245 分別是美國Apex 公司和NS 公司推出的麵向中小型直流電機的全橋功率輸出電路。它們(men) 既具有在外接少量元件的情況下實現電機的功率驅動、控製以及提供保護等功能的共性,又具有各自特色。下麵就其引腳、功能特點及其典型應用作一個(ge) 介紹。

兩(liang) 芯片的主要性能參數及其特點

SA60 的性能參數及應用範圍

SA60 的是一個(ge) PWM 型功率輸出芯片, 電路提供給電機的電源電壓最大可達到80V , 能連續向負載提供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97 %, 該芯片還可以外接一個(ge) 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。SA60 主要應用在驅動中小型直流電機,D 類功率放大,軸承激勵等場合。

LMD18245 的性能參數及應用範圍

LMD18245 芯片可為(wei) 電機提供最大55V 的電源電壓,邏輯電路電壓12V ,最大持續電流輸出3A ,峰值電流可達6A ,最小輸入脈衝(chong) 寬度2μS ,電流傳(chuan) 感器最大線性誤差±9 %。與(yu) SA60 一樣, 該功率輸出級具有很高的效率。由於(yu) 在

芯片中集成了四位D/ A轉換器和電機電流傳(chuan) 感器、固定切斷時間的斬波放大器等電路, 所以LMD18254 很容易完成對電機電流的數字控製,實現步進電機的微步驅動。因此,該芯片主要用於(yu) 小型直流電機特別是步進電機的控製和驅動上。

引腳及其功能

外形

SA60 和LMD18245 的外形封裝如圖1。





 

內(nei) 部電路框及各引腳功能

SA60 各引腳功能





SA60 的內(nei) 部結構框如圖2 所示。電路共有12個(ge) 引腳,其中10、7 兩(liang) 腳分別是H 橋和PWM 及橋的驅動級電源端; 9、11 為(wei) 功率信號輸出端, 其輸出波形與(yu) 輸入信號的關(guan) 係是: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(wei) 接地端, 前者是模擬接地端, 後者是功率接地端;8、12 端可以直接接功率地, 也可以通過一個(ge) 電阻接地,作為(wei) 限流感用,該端的電壓最大值為(wei) ±2V ;2、4 兩(liang) 端分別是模擬和數字控製信號的輸入端。

LMD18245 各引腳功能

LMD18245 的內(nei) 部結構框圖如圖3 所示。9 腳是電源端; 1、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、6、7、8 是D/ A 轉換器的二進製數據輸入端, 其中4 腳為(wei) 二進製數的最高位;10 腳是緊急停止控製端,高電平有效; 11 腳為(wei) 方向邏輯輸入端;3 腳上聯接一個(ge) 並聯的RC 網絡,可將單穩脈衝(chong) 寬度設置為(wei) : 1. 1 RC 秒。此外, 該芯片還提供了電流傳(chuan) 感器放大輸出端(13 腳) ,比較信號輸出端(2 腳) ,和數模轉換參考電壓輸入端(14 腳) 。



芯片的應用實例

雖然這兩(liang) 個(ge) 芯片都是開關(guan) 式全橋功率驅動電路,由於(yu) 內(nei) 部結構的不同,工作方式也不盡相同,所以在作為(wei) 電機控製電路時,電路的工作方式也各有特點。圖4 是SA60 驅動直流電動機時的典型接線圖,在該圖中芯片被聯接成模擬輸入方式, 在數字輸入端(2 腳) 與(yu) 模擬地之間聯接一個(ge) 電容器CT ,改變它的大小,可以調整PWM 載波的頻率在22～250kHz之間變化的。



雖說LDM18245 的持續電流輸出的指標還不足SA60 的三分之一,但在控製方式上有它靈活方便的一麵,采用不同的聯接方式可以實現電機的不同的控製方式,獲得不同的控製性能,圖5 是用雙極性輸出方式驅動直流電機的實例。其中固定斬波時間為(wei) 1. 1 RC;電流傳(chuan) 感電阻RW 參考公式:



計算,其中UREF是D/ A 轉換電路的參考電壓,D為(wei) D/ A 轉換電路的輸入電壓值, IS 為(wei) 電機電流的最大設定值。與(yu) SA60 不同,在LMD18245 芯片中沒有PWM 電路,想通過PWM 的占空比來控製電機的轉速和轉向,需要外接控製器,聯接方法如圖中所示。

應用時的注意事項

在實際使用這兩(liang) 種芯片時必須注意如下幾個(ge) 事項。一是在電源端和功率地端必須接旁路電容,否則由於(yu) 電機電流跳變或換向引起的尖峰電壓和浪湧電流會(hui) 使芯片損壞。具體(ti) 的做法是在芯片的電源端並聯一個(ge) 1μF 的高頻陶瓷電容和一個(ge) 100μF 的鋁電解電容,並注意聯接線要盡量的短。二是在布線時注意將模擬地和功率地嚴(yan) 格分開,注意控製信號輸入線和功率信號輸出線保持距離,以免反饋、幹擾。

小結

這兩(liang) 款功率輸出芯片都具有輸出電流大、工作效率高、電路設計簡便、體(ti) 積小巧、性能穩定等特點。所以它們(men) 的應用範圍遠不止上述所談到的幾種, 就SA60 以及它的同係列產(chan) 品SA50 、51 芯片來說,作為(wei) D 類音頻功率輸出電路已有應用,這類功率輸出裝置功率之高是傳(chuan) 統模擬音頻功率輸出級所望塵莫及。