率能半导体 SS6840 单通道 H 桥电机驱动芯片深度解析

SS6840 是率能半导体推出的国产单通道大电流 H 桥电机驱动芯片 ,面向工业设备、机器人、办公设备的直流有刷电机、电磁阀等感性负载驱动场景,集成功率管、电流检测、多重保护,凭借宽电压、大电流、灵活控制模式,成为大功率小体积电机驱动的高性价比方案。

一、芯片整体架构与硬件基础

SS6840 内部采用全 N 型 MOS 管构成 H 桥功率架构,搭配电荷泵电路实现上管 N‑MOS 栅极驱动,内置整流单元、硬件限流电路、3.3V 基准源、完整保护逻辑,外部仅需少量外围器件即可完成电机驱动系统搭建深圳率能半...。

  • 供电电压:工作输入电压 8.2V‑40V,芯片最大耐压 50V,适配 24V 工业系统、办公设备电源;
  • 输出性能:散热条件良好,25℃、24V 条件下,峰值输出电流可达7A;H 桥上下管总导通电阻典型值 150mΩ,低导通电阻降低大电流工况下的发热损耗;
  • 封装:ETSSOP20 贴片封装,芯片中心设置大面积裸露热焊盘,直接接地,大幅提升散热能力,器件无铅工艺,引脚框架 100% 无锡电镀,满足工业环保要求深圳率能半...。

二、核心功能与控制逻辑

1、双模式控制接口(MODE1 引脚切换)

芯片支持两套数字控制逻辑,兼容不同 MCU 软件设计习惯:

  • ENBL+PHASE 模式(MODE1=1):ENBL 做 PWM 调速使能,PHASE 控制电机转向,DECAY 引脚配置衰减模式,是直流有刷电机最常用控制方式;
  • IN1+IN2 模式(MODE1=0):传统 H 桥双输入控制,通过两个 IO 电平组合,实现正转、反转、刹车、停机四种状态,兼容传统电机驱动逻辑。

所有逻辑输入引脚均内置下拉电阻,引脚悬空时具备确定默认状态,降低硬件误触发风险。

2、三种可配置绕组衰减模式(DECAY 引脚)

通过 DECAY 引脚电平选择续流衰减模式,适配不同电机、转速、噪音需求:

引脚电平 模式 特点与适用场景
低电平 慢衰减 电流衰减平缓,纹波小,电机噪音低;适合低速运行,缺点高速响应差
悬空 混合衰减 先快衰减、后慢衰减,兼顾响应速度与噪声表现,大多数场景优选
高电平 快衰减 电流下降速度快,适合高速、频繁加减速工况;电流纹波更大,噪声会增加

3、硬件电流限流功能

  • ISEN 电流检测引脚:外接采样电阻到地,采样 H 桥输出电流;不需要限流功能时,直接将 ISEN 引脚接地。
  • VREF 参考电压引脚 :用来设置限流阈值,可直接使用芯片内置V3P3OUT(3.3V输出),也可以外接 DAC 实现动态电流调节,支持电流斩波、微步进驱动。

4、休眠低功耗管理

nSLEEP 引脚控制休眠:高电平正常工作;低电平进入睡眠模式,关闭芯片内部大部分电路,实现极低静态功耗,适合设备待机节能场景。

5、PEN 驱动总使能

PEN 引脚为功率 MOS 总开关:PEN=1 功率管正常工作;PEN=0 直接关闭全部输出功率管,作为紧急停机硬件控制位。

三、完整保护机制

SS6840 内置全套硬件保护,故障无需软件干预即可自动关断输出,同时通过**nFAULT(开漏输出)**引脚对外报告故障,需要外部接上拉电阻,故障发生时引脚拉低,MCU 读取该引脚状态识别异常。

  1. OCP 过流 / 短路保护:H 桥输出电流超过阈值,立刻关断功率管,防止电机堵转、输出短路烧毁芯片;
  2. TSD 热关断保护:芯片结温超过阈值,触发过热保护,关闭输出,避免高温烧毁器件;
  3. UVLO 欠压闭锁保护:VM 电源电压低于工作阈值,芯片禁止输出,避免电压不足造成电机工作异常。

注意:故障发生后芯片会锁死保护状态,需要重新拉高 nSLEEP 复位,清除故障状态。

四、典型应用场景

  • 办公自动化设备:打印机走纸电机、扫描仪驱动;
  • 工业设备:工业缝纫机动力电机、小型执行机构;
  • 机器人:小型机器人关节直流电机、行走机构;
  • 其他感性负载:电磁阀、螺线管线圈驱动,也可用于双极步进电机的单相绕组驱动。

典型应用系统:MCU 输出控制信号给到 SS6840,VM 接入电机电源,OUT1、OUT2 接电机绕组,nFAULT 反馈故障信号回 MCU,ISEN 接采样电阻实现硬件限流。

五、外围电路关键设计要点

  1. VM 电源引脚 2 脚、9 脚必须物理短接,电源输入端增加大容量滤波电容;
  2. VCP 引脚接 0.1μF 电容到 VM,用于电荷泵驱动;
  3. V3P3OUT(3.3V 基准输出)外接 0.47μF 电容到地滤波,可作为 VREF 参考源;
  4. 芯片裸露热焊盘以及所有 GND 引脚必须可靠接地,保证散热与信号地完整性;
  5. nFAULT 为开漏输出,必须外接上拉电阻,否则无法输出故障电平。

六、芯片优势与局限

优势

  1. 国产器件,单芯片集成 H 桥,外围器件少,BOM 成本低;
  2. 8.2‑40V 宽电压,7A 峰值电流,150mΩ 低导通电阻,大电流下损耗可控;
  3. 三种衰减模式、两套控制逻辑,适配多样化电机控制需求;
  4. 全套硬件保护 + 休眠模式,兼顾可靠性与低功耗;
  5. ETSSOP20 带热焊盘封装,贴片安装,适合设备小型化。

局限

  1. 仅单通道 H 桥,一台芯片只能驱动一路直流电机;多路电机需要多颗芯片;
  2. 峰值 7A 电流受散热条件限制,持续大电流应用必须做好 PCB 散热设计。

七、总结

SS6840 是一颗面向工业级大电流直流电机的国产集成驱动芯片,把 H 桥功率 MOS、电流检测、保护电路全部集成,兼顾功率能力、控制灵活性与系统安全性。对于 24V 系统、单路电机 7A 峰值以内的设备,能够大幅简化电机驱动硬件设计,在打印机、缝纫机、小型机器人等场景具备很高实用价值。

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