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1、LMD18200電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片介紹 2013-4-14
自動(dòng)0701李歡20074998
LMD18200是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司（NS）推出的專用于直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的 H橋組件。同一芯片上集
成有CMOS控制電路 和DMOS功率器件，利用它可以與主處理器、電機(jī)和增量型編碼器構(gòu)成一 個(gè)完整的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。 LMD18200廣泛應(yīng)用于打印機(jī)、機(jī)器人和各種自動(dòng)化控制領(lǐng)域。
內(nèi)部機(jī)構(gòu)和引腳說(shuō)明：
溫度抿普餉出
9
9
自舉1
溫度檢測(cè)
過(guò)流檢測(cè)
方向3 0 剎車4 0
PW 5 O
2
霍泵
自舉2
11
O
電涼取樣輸岀
―8
:會(huì)
?
|
2、
關(guān)斷
圖2 LMD18200內(nèi)部電路框圖
各引腳的功能如下:
引腳
名稱
功能描述
1、11
橋臂1, 2的自舉輸入電容連接端
在腳1與腳2、腳10與腳11之間應(yīng)接入10uF的自舉電容
2、10
H橋輸出端
3
方向輸入端
轉(zhuǎn)向時(shí)，輸出驅(qū)動(dòng)電流方向見(jiàn)表 1。該腳控制輸出1與輸出2 （腳2、10）之間電 流的方向，從而控制馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的方向。
4
剎車輸入端
剎車時(shí)，輸出驅(qū)動(dòng)電流方向見(jiàn)表1。通過(guò)該端將馬達(dá)繞組短路而使其剎車。剎車時(shí)， 將該腳置邏輯高電平，并將 PWM信號(hào)輸入端（腳5 ）置邏輯高電平，3腳的邏輯 狀態(tài)決定于短路馬達(dá)所用的器件。3腳為邏輯高電
3、平時(shí)，H橋中2個(gè)高端晶體管導(dǎo) 通；3腳呈邏輯低電平時(shí)，H橋中2個(gè)低端晶體管導(dǎo)通。腳4置邏輯高電平、腳5 置邏輯低電平時(shí)，H橋中所有晶體管關(guān)斷，此時(shí)，每個(gè)輸出端只有很小的偏流（1.
5mA ）。
5
PWM信號(hào)輸入端
PWM信號(hào)與驅(qū)動(dòng)電流方向的關(guān)系見(jiàn)表 1。該端與3腳（方向輸入）如何使用，決 定于PWM信號(hào)類型。
6、7
電源正端與負(fù)端
8
電流取樣輸出端
提供電流取樣信號(hào)，典型值為 377識(shí)/A。
9
溫度報(bào)警輸出
溫度報(bào)警輸出，提供溫度報(bào)警信號(hào)。芯片結(jié)溫達(dá)145 C時(shí)，該端變?yōu)榈碗娖?；結(jié)溫 達(dá)170 C時(shí)，芯片關(guān)斷。
注釋：光電編碼器是通過(guò)讀取光電編碼盤(pán)上的圖案
4、或編碼信息來(lái)表示與光電編碼器相連的電機(jī)轉(zhuǎn) 子的位置信息的，即判斷方位。
LMD18200工作原理：
內(nèi)部集成了四個(gè) DMOS管，組成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 H型驅(qū)動(dòng)橋。通過(guò)充電泵電路為上橋臂的 2個(gè)開(kāi)
關(guān)管提供柵極控制電壓，充電泵電路由一個(gè) 300kHz左右的工作頻率?？稍谝_ 1、11外接電容
形成第二個(gè)充電泵電路，外接電容越大，向開(kāi)關(guān)管柵極輸入的電容充電速度越快，電壓上升的時(shí) 間越短，工作頻率可以更高。引腳 2、10接直流電機(jī)電樞，正轉(zhuǎn)時(shí)電流的方向應(yīng)該從引腳步到引
腳10 ；反轉(zhuǎn)時(shí)電流的方向應(yīng)該從引腳 10到引腳2。電流檢測(cè)輸出引腳8可以接一個(gè)對(duì)地電阻， 通
過(guò)電阻來(lái)輸出過(guò)流情況。內(nèi)部保護(hù)
5、電路設(shè)置的過(guò)電流閾值為 10A，當(dāng)超過(guò)該值時(shí)會(huì)自動(dòng)封鎖輸出，
并周期性的自動(dòng)恢復(fù)輸出。如果過(guò)電流持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，過(guò)熱保護(hù)將關(guān)閉整個(gè)輸出。過(guò)熱信號(hào)還可 通過(guò)引腳9輸出，當(dāng)結(jié)溫達(dá)到145度時(shí)引腳9有輸出信號(hào)
圖3采用LMD18200單極性驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際應(yīng)用電路
LMD18200提供雙極性驅(qū)動(dòng)方式和單極性驅(qū)動(dòng)方式。雙極性驅(qū)動(dòng)是指在一個(gè) PWM周期里，電動(dòng)
機(jī)電樞的電壓極性呈正負(fù)變化。雙極性可逆系統(tǒng)雖然有低速運(yùn)行平穩(wěn)性的優(yōu)點(diǎn)，但也存在著電流 波動(dòng)大，功率損耗較大的缺點(diǎn)，尤其是必須增加死區(qū)來(lái)避免開(kāi)關(guān)管直通的危險(xiǎn)，限制了開(kāi)關(guān)頻率 的提高，因此只用于中小功率直流電動(dòng)機(jī)的控制。本文中將介紹單極性可逆驅(qū)動(dòng)方式。單極性驅(qū) 動(dòng)方式是指在一個(gè) PWM周期內(nèi)，電動(dòng)機(jī)電樞只承受單極性的電壓。
該應(yīng)用電路是Motorola 68332CPU與LMD18200接口例子，它們組成了一個(gè)單極性驅(qū)動(dòng)直流電 機(jī)的閉環(huán)控制電路。在這個(gè)電路中，PWM控制信號(hào)是通過(guò)引腳 5輸入的，而轉(zhuǎn)向信號(hào)則通過(guò)引腳 3輸入。根據(jù)PWM控制信號(hào)的占空比來(lái)決定直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。 采用一個(gè)增量型光電編碼器
來(lái)反饋電動(dòng)機(jī)的實(shí)際位置，輸出 AB兩相，檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速和位置，形成閉環(huán)位置反饋，從而達(dá)到精
確控制電機(jī)。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片
