產(chǎn)品簡述
MS8828 為一款三相無刷電機的驅(qū)動芯片,最高工作電壓可達
35V,最大驅(qū)動電流 1.5A。
芯片采用 PWM 脈沖驅(qū)動的方式來減少輸出功耗,通過調(diào)節(jié)外
部信號的占空比來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速;芯片內(nèi)置鎖存型保護電路,可
以在電機正常運轉(zhuǎn)但 HALL 信號輸入異常時起到保護芯片的作用。
主要特點
?Imax=1.5A
?低輸出阻抗上臂橋 0.6Ω,下臂橋 0.5Ω
?使用直接 PWM 輸入進行速度控制和同步整流
?1-HALL FG 輸出
?鎖存型 CSD 保護電路
?正、反轉(zhuǎn)工作模式,可切換
?Stop 模式下的節(jié)電功能
?過溫、過流保護以及低電壓保護
?5V 穩(wěn)壓輸出
?Star/Stop 電路
當(dāng)電機關(guān)閉時進入“急剎車(Short Brake)”
應(yīng)用
?激光打印器
?復(fù)印機
?專用打印機
?大型家電
?監(jiān)控攝像頭
產(chǎn)品規(guī)格分類
管腳圖
管腳說明
內(nèi)部框圖
極限參數(shù)
芯片使用中,任何超過極限參數(shù)的應(yīng)用方式會對器件造成永久的損壞,芯片長時間處于極限工作
狀態(tài)可能會影響器件的可靠性。極限參數(shù)只是由一系列極端測試得出,并不代表芯片可以正常工作在
此極限條件下。
電氣參數(shù)
無其他說明,T=25°C,VCC=24V
如有需求請聯(lián)系——三亞微科技 王子文(16620966594)
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功能描述
驅(qū)動模塊
芯片采用一種直接的 PWM 驅(qū)動方式減小功耗,PWM 通過調(diào)整輸出模塊上臂管的關(guān)斷來實現(xiàn)調(diào)節(jié)
功能,電機的驅(qū)動強度由其占空比決定。
在正常的 PWM 關(guān)斷之時,同步整流開始發(fā)揮作用,下臂管導(dǎo)通,相比 LDMOS 寄生的二極管續(xù)流
大大減小了熱量的產(chǎn)生。
過流保護
過流保護電路用于限制輸出電流的最大峰值,由 VRF/Rf決定(VRF=0.21(典型),Rf為電流檢測電
阻)。電路通過減小輸出導(dǎo)通占空比來限制輸出電流。
過流保護電路在檢測 PWM 工作中在二極管中流過的反向電流時擁有一個 700ns 左右的操作延
時,從而防止限流電路工作異常。如果電機繞組的內(nèi)阻或電感太小,在啟動時(電機中沒有反向電動
勢的產(chǎn)生),電流將會快速變化。這個工作延時可能會導(dǎo)致限流在大于設(shè)定值時才發(fā)生。因此在設(shè)定
限流值時有必要考慮延時引起的增加。
注意在限流電路中 PWM 頻率,是由內(nèi)置的振蕩器決定,大概 50kHZ。
速度控制方法
脈沖從 PWMIN 管腳輸入,可以通過調(diào)節(jié) PWM 波的占空比來調(diào)節(jié)電機速度
PWM 為 0 時為 ON 態(tài),
PWM 為 1 時為 OFF 態(tài)。
如果有必要使用反向邏輯,可以加入一額外的 NPN 管。當(dāng) PWMIN 持續(xù)高電平,芯片會判定占空
比為 0,會導(dǎo)致 CSD 電路計數(shù)重置并且 HB 腳的輸出為 0.
CSD 保護電路
MS8828 包含一個抑制保護電路,當(dāng)電機正常運轉(zhuǎn)但 HALL 信號長時間不變化時,電路開始工作。
當(dāng) CSD 電路工作時,所有輸出上臂管全部關(guān)斷。
時間由連接 CSD 腳的電容決定。設(shè)置時間=90×C(uF)
當(dāng)一個 0.022uF 的電容接入時,保護時間約 2s。設(shè)置時間必須足夠大,以滿足電機的啟動時間。
計數(shù)被重置的條件:
SS 端為高——>保護釋放并重新計數(shù)(重置初始態(tài))
F/R 正反轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)——>保護釋放并重新計數(shù)
0%占空比 PWM 波被檢測——>保護釋放并重新計數(shù)
低壓條件被檢測——>保護釋放并重新計數(shù)(重置初始態(tài))
TSD 條件被檢測——>停止計數(shù)
當(dāng) CSD 腳接地,邏輯電路將進入初始態(tài),防止速度控制的發(fā)生。當(dāng)不需要使用 CSD 保護功能時,
將一大小近 220kΩ和 4700pF 的電容并聯(lián)對地。
低壓保護
MS8828 通過結(jié)合一比較器使用帶隙電壓作基準(zhǔn)進行比較,電路檢測 5V 的 VREG 電壓,當(dāng) S/S 為
低且 VREG 電壓低于 4.15V 時,所有輸出晶體管將被關(guān)斷。
為使 VREG 電壓在 4.15V 附近不出現(xiàn)振蕩,設(shè)置有 0.3V 的遲滯。因此,當(dāng) VREG 電壓恢復(fù)到 4.45V
時,低壓保護電路才會關(guān)閉,所有輸出管恢復(fù)工作。
過溫保護
當(dāng)芯片結(jié)溫超過 147°C 時,過溫保護電路被激活,關(guān)斷所有輸出管。當(dāng)溫度恢復(fù)到遲滯溫度 40°C
時,所有輸出管恢復(fù)工作。
但是,由于過溫保護僅僅在芯片結(jié)溫超過設(shè)定值才會被激活,它并不能保證產(chǎn)品伴隨這個電路就
能免受破壞。
HALL 輸入信號
幅度超過遲滯(最大 35mV)的 HALL 信號可以被識別,但考慮到噪聲效應(yīng)以及相位偏移,至少大
于 100mV 的幅度為最佳。為了減少輸出噪聲的干擾,可以在 HALL 輸入端接一對地電容。在 CSD 保護
電路中 HALL 輸入作為一個判斷信號。雖然電路能無視大量的噪聲,但關(guān)注時有必要的。HALL 信號同
時為 HHH 或者 LLL 時被認(rèn)為是錯誤態(tài),將關(guān)閉所有輸出管。
如果使用到 HALL 芯片,在一端固定(無論正負(fù))一個共模電平范圍(0.3V? VREG-1.7V),允許另一
端的電壓范圍可以為 0? VREG。
連接 HALL 元件的方法:
節(jié)電模式
在 MS8828 處于 STOP 態(tài)時,幾乎所有電路都被關(guān)斷,以減少功耗。當(dāng)使用 HALL 偏置腳時,節(jié)電
模式的電流消耗將近為 900uA。即使在節(jié)電模式,芯片仍然具有 5V 的穩(wěn)定電壓輸出。并且,在節(jié)電模
式下,芯片處于 Short Brake 態(tài)(低端管短接)。
電源穩(wěn)定性
芯片產(chǎn)生大的輸出電流,并且采用一種開關(guān)驅(qū)動的方式,電源線勢必會被輕易的干擾。為此,為
保證電壓穩(wěn)定,需要在 VCC 和地之間接入一個足夠大的電容。電容地端接到 PGND(功率地)上,盡
可能的靠近管腳。如果不可能在 pin 腳上接入大電容,可在管腳附近接入 0.1uF 的陶瓷電容。
如果在電源線上嵌入一個二極管以防止電源線反接,電源線更容易被干擾,就需要更大的電容。
VREG 的穩(wěn)定性
VREG 是邏輯電路的電源,為了穩(wěn)定性,需要連接 0.1uF 或更大的電容。電容接地端需要連接到芯
片的邏輯地(SGND)上。
電源電壓通過電荷泵被逐步抬升,以提供高端管的柵電壓。電壓是通過逐步抬升被 CP1 和 CP2 之
間的電容 CP,然后在 VG 和 VCC 之間的電容 CG 上逐漸累積。CP 和 CG 的大小推薦以下關(guān)系:
CG = CP =0.22uF
CP 上充放電頻率為 50KHZ,當(dāng) CP 電容很大時,VG 將會被抬升。可是當(dāng)電容太大,充放電將變的
沒有效率,VG 充電時間就會很長。
使用須知
芯片具有同步整流功能,可以提高驅(qū)動效率。同步整流開始發(fā)揮作用,利用下臂管導(dǎo)通,相比寄
生的二極管續(xù)流大大減小了熱量的產(chǎn)生。可是,同步整流可能引發(fā)電源電壓的上升,比如以下情況:
● 輸出占空比突然減少
● PWM 輸入頻率突然降低
必須采取有效措施去保護芯片,確保電源電壓上升也不會超過絕對最大參數(shù),包括:
● 電源到地的大電容的選擇
● 電源到地的二極管的接入
典型應(yīng)用電路圖
用 HALL IC 時
用 HALL 元件時
1. 在任何環(huán)境下都不能超過芯片的絕對參數(shù);
2. 流過大電流的 VCC,以及各個輸出腳在版圖布線時盡可能的寬和短;
3. VCC 的旁路電容,特別是陶瓷電容的連接,應(yīng)該盡可能的靠近芯片 VCC 腳;
4. VREG 作為芯片的基準(zhǔn)電壓,需要在 VREG 和 GND 之間連接電容用來穩(wěn)定 VREG。
因此,該電容需要盡可能的靠近 VREG 腳。
5. 連接電機的地線以及 MCU 的地區(qū)域在版圖設(shè)計中需要隔離;
6. 不推薦 VREG 用于周邊電路,因為精度并不高。
封裝外形圖
QFNWB4×4-24L(P0.50)(散熱片)
——愛研究芯片的小王
審核編輯 黃宇
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三相無刷電機
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關(guān)注
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