MS35631描述

MS35631 是一款四通道 DMOS 全橋驅動器，可以驅動兩個步進電機或者四個直流電機。每個全橋的驅動電流在 24V 電源下可以工作到1.2A。MS35631 集成了固定關斷時間的 PWM 電流校正器，以及一個2bit 的非線性 DAC（數模轉換器），可以工作在全步進，半步進，四分之一步進，正轉，反轉以及待機模式。PWM 電流校正器使用混合衰減模式，可以減小音頻電機噪聲，提高步進精度以及降低功耗。芯片還內置內部同步整流控制電路以降低 PWM 工作時的功耗。

芯片集成的保護電路有熱關斷遲滯，低壓關斷保護(UVLO)以及翻轉電流保護，因此可以不需要特定的電源啟動次序。

主要特點

?四通道全橋

?雙步進電機驅動

?大電流輸出

?3.3V 和 5V 邏輯

?同步整流

?內置 UVLO

?過熱保護

?翻轉保護

?防堵轉

應用

?安防監控

?舞臺燈

?玩具

?機器人技術

?醫療設備

封裝圖

管腳圖

管腳說明圖

內部框圖

電氣參數

功能描述

器件特性

MS35631 可以驅動兩個步進電機或四個直流電機，也可以驅動一個步進電機加兩個直流電機。

輸出 H 全橋為四個 N 型 DMOS 驅動管，受控于脈動寬度調制電路(PWM)。每個 H 全橋的輸出峰值電流由 Rsensex 和 Vrefx 共同決定。輸入腳包括 PHASEX，I0x，I1x。

內部 PWM 電流控制原理

每個 H 全橋帶有固定衰減時間的 PWM 電流控制電路，使得負載電流不超過設定值 ITRIP。初始時，H 橋對角的一對源漏 DMOS 驅動管打開，電流流入電機和電路檢測 Rsense 電阻。當 Rsense 上的電壓等于 VREF 端口電壓的三分之一時，電流檢測比較器重置 PWM 鎖存器，關斷源端 DMOS 驅動管。最大電流限制由 Rsense(Rs)電阻大小以及 VREF 端的電壓共同決定，最大電流公式如下：ITripMax=VREF /(3*Rs)

每個步進電流限制 ITrip 都是最大電流限制 ITripMax 的百分比。步進電流 ITrip 的計算公式：ITrip =(% ITripMax /100)* ITripMax其中% ITripMax 見步進次序表。另外注意，應用中 Rsense 上的最大電壓值不要超過±500mV。

固定關斷時間

內部的 PWM 控制電路集成一固定時間脈沖來關斷驅動器，關斷時間 toff 內置為 9us。

無效時間

在內部電路控制使得輸出發生變化時，此功能可以關斷輸出電流檢測比較器，以防止輸出誤檢測，比如說過沖電流，嵌位二極管的反向恢復電流，輸出電容引起的反向傳輸等等。無效時間設置為 1us。

控制邏輯

器件與控制器的通信通過標準的 I1，I0，PHASE 工業接口，通過控制，可以實現全，半與四分之一步長模式。每個 H 橋設置了獨立的 VREF 腳，所以通過動態地控制 VREF 腳，可以得到更高精度的步長控制。

電荷泵（CP1 與 CP2）

電荷泵電路產生一個比 VBB 高的電源來驅動 H 橋的源端 DMOS 管。應用中由于充放電的需要，CP1 與 CP2 間需要接一個 0.1uF 的陶瓷電容。VCP 與 VBBx 之間也需要接一個 0.1uF 的陶瓷電容來存儲電荷。

保護功能

集成完備的保護功能，包括過溫保護，欠壓保護，過流保護。

MS35631 集成了過流保護功能，能夠檢測輸出對電源，對地，以及輸出間短路。當檢測到短路時間超過 0.8us 時，芯片將輸出關閉，關閉 10ms 后，芯片會嘗試自動重新開啟。

同步整流

當內部固定衰減時間電路觸發，PWM 關斷起作用時，負載電流會產生回流。MS35631 同步整流電路在電流衰落的過程中，會打開相應的 DMOS 管，用 Rdson 電阻來短接寄生體二極管，可以有效降低功耗。當檢測到零電流時，同步整流被關斷以防止負載電流反向。

混合衰減模式

H 橋工作在混合衰減模式；如下圖所示，當電流達到限流值時，進入快速衰減模式，持續時間為整個衰減模式的 30.1%(tFD)；然后系統進入慢速衰減模式。在快衰減與慢衰減轉換期間，驅動器會被關斷 600ns（死區時間），此設置可以有效防止橋穿通現象。如下圖 1 圖 2 所示，在死區時間，同步整流不再起作用，芯片只工作在快速和慢速衰減模式下。

步進相序設置

典型應用圖

直流電機控制

芯片集成四路 H 橋驅動，毎路都設置了獨立的 PWM 電流控制電路，所以也可以驅動四個直流電機。應用中可以通過 VREF 腳設置最大電流，使用 PWM 信號控制 I0x，I1x，phasex 腳來控制電機的正轉，反轉，待機。

版圖制作

印刷電路板需要使用厚地板。為了獲得更好的性能與散熱，MS35631 最好能直接焊接在板上。在 MS35631 的背面是金屬散熱片，直接焊在 PCB 外露板上可以將熱量發散到其他層。

版圖地線

為了減小地電位漂移問題，須在 PCB 板中靠近芯片的位置設置一個單點低阻的特殊地線。一般地，MS35631 的散熱片與 PCB 板的接觸地線位置是理想的特殊地線位置。

低阻的特殊地線可以有效防止地電平漂移和保證電源電壓的穩定性。下圖是一個示意圖，說明如何在芯片的底部設置特殊的地線，既當做低阻地接觸，同時接到散熱片。

SENSE 腳設置

Sense 腳電阻 RSx 必須通過一個低阻的通路到地線，因為 RSx 會流過大電流，并且產生精確的反饋電壓到 sense 比較器。長的地線會產生額外電阻，形成不確定的電壓降，降低 sense 比較器精度。

當選擇 sense 電阻時，注意保證工作中 sense 腳的電壓不要超過正負 500mV。

審核編輯：湯梓紅