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全桥驱动MS35631参数

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发表于 2022-8-1 20:08 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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本帖最后由 Heaven_1 于 2022-8-2 17:34 编辑
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MS35631描述
MS35631 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 24V 电源下可以工作到1.2A。MS35631 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 DAC(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
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
防堵转
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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管脚图
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管脚说明图
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内部框图

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电气参数
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功能描述
器件特性
MS35631 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。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 端口电压的三分之一时,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 9us。
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。
保护功能
集成完备的保护功能,包括过温保护,欠压保护,过流保护。
MS35631 集成了过流保护功能,能够检测输出对电源,对地,以及输出间短路。当检测到短路时间超过 0.8us 时,芯片将输出关闭,关闭 10ms 后,芯片会尝试自动重新开启。
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。MS35631 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 1 图 2 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。
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步进相序设置
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典型应用图
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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,所以也可以驱动四个直流电机。应用中可以通过 VREF 脚设置最大电流,使用 PWM 信号控制 I0x,I1x,phasex 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,MS35631 最好能直接焊接在板上。在 MS35631 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,MS35631 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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