電機驅動芯片是集成有CMOS 控制電路和DMOS 功率器件的芯片,利用它可以與主處理器、電機和增量型編碼器構成一個完整的運動控制系統。可以用來驅動直流電機、步進電機和繼電器等感性負載。
電機驅動芯片采用標準的TTL邏輯電平信號控制,具有兩個使能控制端,在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作,有一個邏輯電源輸入端,使內部邏輯電路部分在低電壓下工作;可以外接檢測電阻,將變化量反饋給控制電路。
幾款高性價比電機驅動芯片
幾款本土高性價比的電機驅動芯片,可直接替換一些國外進口型號芯片,主要適 用于各種消費類電子產品,提升客戶產品競爭力。
1:HR4988
控制方式:STEP/DIR,2個H橋,細分:1-1/16,邏輯電源電壓:3.0-5.5V,功率電壓:8-38V,輸出電流:2.0A QFN28,可以完全pin to pin A4988,價格和供貨這塊相對比較穩定。
2:HR4985
控制方式:STEP/DIR,2個H橋,細分:1-1/8,邏輯電源電壓:3.0-5.5V,功率電壓:8-38V,輸出電流:1.0A QFN24。
3:HR8826
控制方式:STEP/DIR,2個H橋,細分:1-1/32,邏輯電源電壓:3.3V(內建),功率電壓:8-42V,輸出電流:3.0A HTSSOP28,可完全pin to pin DRV8825,價格和供貨相對穩定。
4:HR8833
控制方式:PWM,2個H橋,邏輯電源電壓:3.3V(內建),功率電壓:2.7-12.8V,輸出電流:1.5A eTSSOP16/QFN16,可完全pin to pin DRV8833,價格和供貨相對穩定。
5:AT4950
控制方式:PWM,1個H橋,功率電壓:6.5-32V,輸出電流:3.5A eSOP8,可完全pin to pin A4950,價格和供貨相對穩定。
由于單片機屬于信息類電路,帶負載能力極差,不可能直接用來控制電機的運動。因此電機的驅動就顯得尤為重要。本文匯總了自己用過的幾個電機驅動芯片及其注意事項等等,以后有機會還會繼續修正增加等。
驅動原理
直流電機驅動多種多樣,但是驅動原理卻是恒定不變的。電機速度的調控總的來說有三種:弱磁升速,調壓調速和串電阻調速。而降壓調速兼顧平滑無級調速和調壓范圍廣的優點使之稱為小型直流電機中最為常用的速度調控方式。而H橋電路作為一個天才般的發明,可以使得電機既得到正向電流也可以得到反向電流。
H橋電路的設計完美的解決了電機的四象限運動,讓電流可以正向流動也可以反向流動。前面我們說了小型直流電機最好調速方式是調壓調速,那么進行調壓的技術就是脈寬調制技術,又稱為PWM技術。PWM技術讓峰值允許的情況下直流調壓稱為可能,借助現在性能良好的控制全控原件,PWM技術正發揮著越來越重大的作用。
BTN7960/BTN7971
這個芯片是我們最開始做智能車的時候使用的芯片,相當耐用,一般不會有什么問題。但是無奈單片價格不太友好,不太建議使用。但是如果對芯片性能要求不高的話,這個芯片也是一個不錯的選擇。
BTN7971是BTN7960的升級版,性能相對而言更加穩定,但是功能和驅動方式等等沒有任何區別,你可以直接拿BTN7971的芯片放到BTN7960的板子上面,完全不會有任何問題。更不友好的是:BTN7971是一個半橋型驅動芯片,驅動一個電機需要兩個BTN及相應的外置芯片。
該芯片的應用也較為簡單,使用起來沒有太多的要求,大家按照電路圖進行連接即可使用。
因為BTN7971是一個半橋驅動,所以驅動一個電機就需要一個兩塊BTN進行驅動,并且加上相應的電阻和濾波電容(圖上沒有,數據手冊上面有,但實際測試不適用也沒有太大影響。高頻情況下)相關原件就有數十個。
A4950
A4950可以屬于單芯片內部集成MOS全橋電路,因此可以使用一個芯片控制電機的正反轉,相對于BTN7971的半橋電路要穩定好多。價格上也相對而言較低,可以接受。
A4950體積較小,因此工作時會有較多的熱量產生,因此需要在設置PCB的時候注意在芯片下方留一定數量的通孔用來散熱。芯片上部的散熱片如果有可能的話建議貼上去,但是不貼似乎也不會有太大影響。
A4950的應用電路就相對而言較為簡單,但是有一個比較特備的要求就是需要一個R250功率電阻,用來釋放多余的功率成分。應用電路上圖已經標識,不再單獨畫出來了。
TB6612
TB6612是一個雙 電機驅動,一個電機可以同時控制兩個電機,但是相對而言性能不夠優秀,現在有漸漸被淘汰的趨勢,建議使用A4950代替TB6612二者使用元件數目幾乎一致,但A4950各方面性能都稍稍好一點。
應用電路可以依靠上面的原理圖進行來制作,外部連接器件較少,也沒有額外的其他要求,使用起來比較簡便。
IR2101
IR2101并不是一個電機驅動芯片,只能算是一個全橋控制器,但是相對于其他芯片而言,也算是另一種驅動方式吧
IR2101屬于自行利用MOS管搭建H橋電路,因此使用起來所需要的單獨原件較多,但是性能相對而言更好,帶負載能力也稍強,驅動電流較大的電機的時候自行搭建H橋較好。注意,下圖只是半橋驅動電路,如果要驅動電機需要構成全橋驅動,還需要這樣相同的電路才能構成驅動電路。
L298N
這個是一個比較常用的電機驅動芯片,這個芯片是我們老師推薦我們使用的,因此我覺得可能是一個比較經典的應用,使用起來也的確有點復雜,不如前面的那些電路應用簡單。所以也不太推薦使用。基本的原理圖應用如下:
L298N應用電路,L298N應用方法
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