高压 36V 四通道 DMOS 全桥驱动MS3988参数

鑫邦旺电子科技

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MS3988描述

MS3988/MS3988N 是一款四通道 DMOS 全桥驱动器，可以驱动两个步进电机或者四个直流电机。每个全桥的驱动电流在 36V 电源下可以工作到 1.2A。

MS3988/MS3988N 集成了固定关断时间的 PWM 电流校正器，以及一个 2bit 的非线性 DACs（数模转换器），可以工作在全步进，半步进，四分之一步进，正转，反转以及待机模式。PWM 电流校正器使用混合衰减模式，可以减小音频电机噪声，提高步进精度以及降低功耗。芯片还内置内部同步整流控制电路以降低 PWM 工作时的功耗。

芯片集成的保护电路有热关断迟滞，低压关断保护（UVLO）以及翻转电流保护，因此可以不需要特定的电源启动次序。

主要特点

■36V 输出

■四通道全桥

■双步进电机驱动

■大电流输出

■３.３Ｖ和５Ｖ逻辑

■同步整流

■内置ＵＶＬＯ

■过热保护

■翻转保护

应用

●安防监控

●舞台灯

●玩具

●机器人技术

●医疗设备

封装图

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内部框图

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管脚图

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管脚说明图

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功能描述

器件特性

MS3988/MS3988N 可以驱动两个步进电机或四个直流电机，也可以驱动一个步进电机加两个直流电机。输出 H 全桥为四个 N 型 DMOS 驱动管，受控于脉动宽度调制电路（PWM）。每个 H 全桥的输出峰值电流由 Rsensex 和 Vrefx 共同决定。

如果输入被拉高到 VDD 电平，推荐接一个高值的限流上拉电阻，以防止过压。输入脚包括PHASEX，I0x，I1x。

内部 PWM 电流控制原理

每个 H 全桥带有固定衰减时间的 PWM 电流控制电路，使得负载电流不超过设定值 ITRIP。初始时，H 桥对角的一对源漏 DMOS 驱动管打开，电流流入电机和电路检测 Rsense 电阻。当 Rsense 上的电压等于 VREF 端口电压时，电流检测比较器重置 PWM 锁存器，关断源端 DMOS 驱动管。

最大电流限制由 Rsense（Rs）电阻大小以及 VREF 端的电压共同决定，最大电流公式如下：

ITripMax=VREF /（3*Rs）

每个步进电流限制 ITrip 都是最大电流限制 ITripMax 的百分比。步进电流 ITrip 的计算公式：

ITrip =（% ITripMax /100）* ITripMax其中% ITripMax 见步进次序表。

另外注意，应用中 Rsense 上的最大电压值不要超过±500mV。

固定关断时间

内部的 PWM 控制电路集成一固定时间脉冲来关断驱动器，关断时间 toff 内置为 30us。

无效时间

在内部电路控制使得输出发生变化时，此功能可以关断输出电流检测比较器，以防止输出误检测，比如说过冲电流，嵌位二极管的反向恢复电流，输出电容引起的反向传输等等。无效时间设置为 1us。

控制逻辑

器件与控制器的通信通过标准的 I1，I0，PHASE 工业接口，通过控制，可以实现全，半与四分之一步长模式。每个 H 桥设置了独立的 VREF 脚，所以通过动态地控制 VREF 脚，可以得到更高精度的步长控制。

电荷泵（CP1 与 CP2）

电荷泵电路产生一个比 VBB 高的电源来驱动 H 桥的源端 DMOS 管。应用中由于充放电的需要，CP1 与 CP2 间需要接一个 0.1uF 的陶瓷电容。VCP 与 VBBx 之间也需要接一个 0.1uF 的陶瓷电容来存储电荷。

关断功能

当超过结温，VCP 过低等意外出现时，输出被关断。在启动时，低压关断电路（UVLO）可以关断输出。

同步整流

当内部固定衰减时间电路触发，PWM 关断起作用时，负载电流会产生回流。MS3988/MS3988N同步整流电路在电流衰落的过程中，会打开相应的 DMOS 管，用 Rdson 电阻来短接寄生体二极管，可以有效降低功耗。当检测到零电流时，同步整流被关断以防止负载电流反向。

混合衰减模式

H 桥工作在混合衰减模式；如下图所示，当电流达到限流值时，进入快速衰减模式，持续时间为整个衰减模式的 30.1%（tFD）；然后系统进入慢速衰减模式。在快衰减与慢衰减转换期间，驱动器会被关断 600ns（死区时间），此设置可以有效防止桥穿通现象。如下图 2 图 3 所示，在死区时间，同步整流不再起作用，芯片只工作在快速和慢速衰减模式下。

典型应用图

应用说明

直流电机控制

芯片集成四路 H 桥驱动，毎路都设置了独立的 PWM 电流控制电路，所以可以驱动四个1.2A 电流的直流电机。应用中可以通过 VREF 脚设置最大电流，使用 PWM 信号控制 I0，I1，phase 脚来控制电机的正转，反转，待机。

版图制作

印刷电路板需要使用厚地板。为了获得更好的性能与散热，MS3988/MS3988N 最好能直接焊接在板上。在 MS3988/MS3988N 的背面是金属散热片，直接焊在 PCB 外露板上可以将热量发散到其他层。

版图地线

为了减小地电位漂移问题，须在 PCB 板中靠近芯片的位置设置一个单点低阻的特殊地线。一般地，MS3988/MS3988N 的散热片与 PCB 板的接触地线位置是理想的特殊地线位置。低阻的特殊地线可以有效防止地电平漂移和保证电源电压的稳定性。下图是一个示意图，说明如何在芯片的底部设置特殊的地线，既当做低阻地接触，同时接到散热片。

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SENSE 脚设置

Sense 脚电阻 RSx 必须通过一个低阻的通路到地线，因为 RSx 会流过大电流，并且产生一精确的反馈电压到 sense 比较器。长的地线会产生额外电阻，形成不确定的电压降，降低

sense 比较器的精度。

当选择 sense 电阻时，注意保证工作中 sense 脚的电压不要超过正负 500mV。

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四通道 DMOS 全桥驱动器