SS6952T 单通道 H 桥电机驱动芯片:大电流电机一体化解决方案

一、芯片核心硬件能力

SS6952T 内部采用 N 型 MOS 管搭建 H 桥功率输出电路,峰值驱动电流可达 7A。在 24V 供电、环境 25℃并且散热条件良好的条件下,可以实现满功率输出。芯片内部功率管导通损耗低,能减少工作时的发热。芯片最高耐压 50V,常规工作供电区间 8.2‑42V,适配绝大多数工业与消费类电机供电场景。它既可以驱动一路直流有刷电机,也可驱动双极步进电机单相绕组,还能够驱动螺线管这类感性负载。

芯片自带 3.3V 基准输出,可直接为芯片内部参考电压供电,减少外部额外元器件。封装采用带裸露散热焊盘的 eTSSOP28,裸焊盘直接接地,配合 PCB 铜皮和散热过孔,能够有效改善大功率工作状态下的散热表现。器件为无铅产品,引脚框架采用 100% 无锡电镀,满足工业产品环保生产要求。

二、灵活多样的控制功能

1.两套控制接口

通过 MODE1 引脚,芯片可以切换两套控制逻辑,适配不同主控的 IO 资源情况:

1.MODE1=1:使用 ENBL 使能、PHASE 方向、DECAY 衰减引脚控制输出。ENBL 引脚控制电机输出开关;PHASE 引脚用来切换电机转动方向;当 ENBL 关闭输出时,依靠 DECAY 引脚,就可以实现电机刹车或者滑行。

  1. MODE1=0:使用 IN1、IN2 两组逻辑电平控制 H 桥输出,兼容传统 H 桥驱动逻辑,普通单片机 IO 就可以直接驱动。

  2. 四档电流档位调节

依靠 I1、I0 两个控制引脚,可以设置四档输出电流档位,分别为满量程 100%、71%、38% 以及 0 关闭档位。

配合外部参考电压和电流采样电阻,就能灵活限制电机绕组电流。对于步进电机,可以实现不同电流档位输出;对于直流电机,可以抑制启动、堵转带来的大冲击电流,保护电机与整机系统。

  1. 三种衰减模式可选

DECAY 引脚用来选择电机绕组的电流衰减方式,以此优化电机运行噪音、电流纹波和发热表现:

-低电平:慢衰减模式,电机进入刹车状态,绕组电流下降速度慢;

-悬空:混合衰减模式,先进行快衰减,再切换为慢衰减。总衰减时间固定,通过 MODE3 引脚还可以调整快衰减的占比;

-高电平:快衰减模式,绕组电流会快速回落。

DECAY 引脚内部自带上拉、下拉电阻,直接悬空就进入混合衰减,外围电路十分简单。

  1. 休眠与复位功能

nSLEEP 引脚拉低,芯片进入休眠模式,内部驱动、电荷泵、基准电源全部关闭,整机静态功耗降到极低。nRESET 引脚拉低,芯片逻辑复位,H 桥输出关闭。

这两个引脚内部自带下拉电阻,硬件设计时必须主动拉高,芯片才可以正常工作。芯片从休眠唤醒后,需要一小段时间完成内部启动,软件设计时需要预留对应的等待时间。

三、完善的硬件保护机制

SS6952T 内置多组保护电路,故障信号通过开漏的 nFAULT 引脚对外输出,引脚需要外接上拉电阻,一旦触发故障,引脚电平会被拉低,方便主控识别故障。

1.过流保护 OCP:独立的硬件电流检测,专门应对输出短路到电源、短路到地、电机绕组短路等故障。

-MODE2=1:故障触发之后,芯片会等待一段时间自动重试,反复尝试直到故障解除;

-MODE2=0:故障触发之后芯片锁定,必须复位芯片或者重新上电,才能恢复工作。

2.过温保护 TSD:当芯片内部温度超出安全阈值,直接关闭驱动输出;温度回落至安全区间,芯片自动恢复运行。

3.欠压锁定 UVLO:供电电压过低时,芯片停止工作,内部逻辑清零,等到供电电压恢复正常之后,芯片才重新启动,避免低压下电机异常运行。

多重硬件保护可以规避接线错误、电机堵转、电源异常带来的芯片损坏,提升整机设备运行可靠性,适合长时间无人值守的自动化设备。

四、PCB 设计与散热要点

1.电源电路:VM 电机电源引脚就近摆放 0.1μF 低 ESR 陶瓷电容;电源输入端增加大容量储能电容,抑制电机大电流切换带来的电源波动。VCP 引脚和 VM 之间,按照规格接入电容与电阻;3.3V 输出引脚就近接滤波电容到地。

2.电流采样电路:ISEN 采样电阻需要尽量靠近芯片摆放,选用低电感功率电阻。大电流应用场景,优先选用阻值更小的采样电阻,同时充分评估电阻工作功耗,预留足够功率余量。

3.散热设计:芯片底部裸露热焊盘必须接地。PCB 顶层铺大面积铜皮,搭配多个散热通孔连接内层、底层地平面,以此提升散热能力。芯片的损耗主要来自内部功率 MOS 管,电流越大发热越明显,大电流应用一定要充分评估温升,避免频繁触发热保护。

4.功率走线:VM、OUT1、OUT2、GND 这类承载大电流的走线尽量加宽,减少走线的电阻和寄生电感,降低发热和电压毛刺。

五、应用场景总结

SS6952T 主要面向打印机、办公自动化设备、工业缝纫机、小型机器人等设备。单颗芯片完成 H 桥驱动,减少外部分立 MOS 器件,简化整机物料清单。既可以驱动直流有刷电机实现力矩与速度控制,也能够驱动步进电机单相绕组,依靠片内 PWM 斩波实现绕组电流控制。

芯片兼顾大电流、高耐压、多重保护、多模式衰减,性能与可靠性兼顾。但硬件设计阶段,需要重点做好电源去耦、采样电阻选型、PCB 散热处理,才能充分发挥芯片性能,规避过热、过流等问题。

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