推荐单通道有刷直流电机驱动芯片AT8236

单通道直流有刷电机驱动芯片AT8236

描述

AT8236是一款直流有刷电机驱动器,能够以高达6A的峰值电流双向控制电机。利用电流衰减模式,可通过对输入信号进行脉宽调制(PWM) 来控制电机转速,同时具备低功耗休眠模式。

AT8236集成同步整流功能,可显著降低系统功耗要求。

内部保护功能包含过流保护,短路保护,欠压锁定和过温保护。AT8236N提供一个故障检测输出管脚。

AT8236提供一种带有裸露焊盘的ESOP8封装,能有效改善散热性能,且是无铅产品,符合环保标准。

应用

打印机及办公自动化设备

电器

智能家居

工业控制

特点

●单通道H桥电机驱动器

●宽电压供电,5.5V-36V

●低RDS(ON) 电阻,200mΩ(HS+LS)

●6A峰值驱动输出,4A连续驱动输出

●PWM控制接口

●支持低功耗休眠模式

型号选择

订货型号 封装 包装信息
AT8236 ESOP8 编带,4000颗/盘
AT8236N ESOP8 编带,4000颗/盘

典型应用原理图

管脚列表


4脚定义不同,左侧4脚VREF,右侧4脚NFAULT

管脚名 管脚序号 管脚定义 外围元件与连接
GND 1 芯片地 GND管脚和芯片裸焊盘接到电源地
PPAD - 芯片地 GND管脚和芯片裸焊盘接到电源地
VM 5 芯片电源 芯片电源和电机电源,需做好电源滤波
IN1 3 逻辑输入 控制H桥输出状态,内置下拉电阻
IN2 2 逻辑输入 控制H桥输出状态,内置下拉电阻
VREF 4 参考电压输入(8236) 参考电压输入,来设定驱动峰值电流
nFAULT 4 故障检测输出(8236N) 开漏输出,使用外接上拉电阻。当过流、过温、欠压,nFAULT将被拉低
ISEN 7 H桥 检流输入/地 H桥检流端,接检流电阻到地,若不需要限流,直接接地
OUT1 6 H桥输出 1 H桥输出,定义正向电流为 OUT1 → OUT2
OUT2 8 H桥输出 2

推荐工作条件 atT A = 25°C

参数 符号 最小 典型 最大 单位
功率电源 VM 5.5 - 36 V
连续输出电流 IOUT 0 - 3 A
峰值输出电流 IPEAK 0 - 4.5 A
逻辑输入电压 VIN 0 - 5.25 V
逻辑输入频率 f PWM 0 - 100 kHZ
参考电压 VREF 0.5 - 4 V
(*) 芯片大电流工作时,需做好芯片散热。

电气特性 atT A =25°C,V M =24V

参数 测试条件 最小 典型 最大 单位
IVM VM 静态工作电流 fPWM < 50 kHz - 4.5 6 mA
RDS(ON) 高侧+低侧 FET 电阻 IO = 1A, T J = 25°C - 200 -
IOCP 过流阈值 6 7 10 A

H桥控制

输入管脚 IN1、IN2 控制 H 桥的输出状态。下表是输入输出间的逻辑关系:

IN1 IN2 OUT1 OUT2 功能
0 0 Z Z 滑行,休眠
1 0 H L 正向
0 1 L H 反向
1 1 L L 刹车

H桥控制逻辑表

当使用 PWM 控制来实现调速功能时,H 桥可以操作在两种不同的状态,快衰减或者慢衰减。在快衰减模式,H 桥是被禁止的,续流电流流经体二极管;在慢衰减模式,输出 H 桥的两个下管都是打开的。

IN1 IN2 功能
PWM 0 正转 PWM, 快衰减
1 PWM 正转 PWM, 慢衰减
0 PWM 反转 PWM, 快衰减
PWM 1 反转 PWM, 慢衰减

功能逻辑表

下图显示了在不同驱动和衰减模式下的电流通路。


驱动与衰减模式

电流控制

当一个 H 桥被使能,流过相应桥臂的电流上升,当电流达到设定的阈值,驱动器输出关断,直到下一个 PWM循环开始。注意,在 H 桥被使能的那一刻,ISEN 管脚上的电压是被忽略的,经过一个固定时间后,电流检测电路才被使能。这个消隐时间一般固定在 2.2us。这个消隐时间同时决定了在操作电流衰减时的最小 PWM 时间。

PWM目标电流是由比较器比较连接在ISEN管脚上的电流检测电阻上的电压乘以一个10倍因子和一个参考电压决定。AT8236 的参考电压通过 VREF 管脚输入,AT8236N 则内部固定 V REF 电压为 3.3V。以下公式为 100%计算目标电流:

死区时间

当输出由高电平转变成低电平,或者由低电平转变为高电平时,存在一个死区时间以防止上下管同时导通。

死区时间内,输出是一个高阻态。当需要在输出上测量死区时间,需要根据相应管脚当时的电流方向来测量。

如果电流是流出此管脚,此时输出端电压是低于地电平一个二极管压降;如果电流是流入此管脚,此时输出端电压是高于电源电压 VM 一个二极管压降。


时间参数

休眠模式

当 IN1、IN2 都为低,维持 1ms 以上,器件将进入休眠模式,从而大幅降低器件空闲的功耗。进入休眠模式后,器件的 H 桥被禁止,电荷泵电路停止工作。当 IN1 或 IN2 翻转为高电平且维持至少 5us,经过约 1ms 的延时后,芯片将恢复到正常的操作状态。

过流保护 (OCP)

当流过输出管的电流超过过流阈值,芯片输出关断。经过 3ms,芯片会尝试重启,恢复正常。

过温保护 (TSD)

如果结温超过安全限制阈值,H 桥的 FET 被禁止。一旦结温降到一个安全水平,所有操作会自动恢复正常。

欠压锁定保护(UVLO)

如果 VM 管脚上的电压降到低于欠压锁定阈值,输出被禁止,内部逻辑复位。当 VM 上的电压上升到 VUVLO以上,电路恢复正常工作。

PCB 版图建议

PCB 板上应覆设大块的散热片,地线的连接应有很宽的地线覆线。为了优化电路的电特性和热参数性能,芯片应该直接紧贴在散热片上。

对电源 VM,应该连接不小于 47uF 的电解电容对地耦合,电容应尽可能的靠近器件摆放。

为了避免因高速 dv/dt 变换引起的电容耦合问题,驱动电路输出端电路覆线应远离逻辑控制输入端的覆线。

逻辑控制端的引线应采用低阻抗的走线以降低热阻引起的噪声。

典型应用示例

以下给出特定工作条件下的应用原理图范例:

VIN 24V
IOUT 2A
VREF 3.0V
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