聊聊芯片說明書datasheet——以國產三相無刷電機驅動芯片為例

老虎說芯|Tiger Chip|

2024-09-29 09:15:13 554

datasheet是芯片的使用說明書，里面有芯片的產品簡述、功能描述、特點、應用、封裝、管腳圖、內部框圖、極限參數、電氣參數等信息。今天，我們就來聊聊一款功能強大、特點豐富的三相無刷電機驅動芯片。我們會以一個輕松有趣的方式，分步驟地剖析其datasheet，讓大家對這款芯片有一個*而深入的了解。

1.產品簡述

M芯片是一款專為三相無刷電機設計的驅動芯片，最大的特點是它的工作電壓最高可達35V，最大驅動電流可以達到1.5A。

主要功能與特點

解釋如下：

電流與阻抗：Imax=1.5A；

上臂橋輸出阻抗0.6Ω，下臂橋輸出阻抗0.5Ω——就像是一輛跑車，馬力十足，阻力卻非常低。

PWM驅動與同步整流：通過PWM信號調整轉速，降低功耗；同步整流則減少了續流二極管的熱量，好像讓電機拿到了“*涼爽藥”。

保護電路：鎖存型CSD保護電路，避免電機在HALL信號異常時損壞。簡單來說，就類似于給電機帶上了“安全帽”。

多種模式：正、反轉模式切換，加上節能的Stop模式，在不同情況下都能游刃有余——好比這個電機有了多個“應急按鈕”。

過溫、過流與低電壓保護：自動檢測并保護，保護電路貫穿各個環節，讓芯片既能預防“中暑”，又防止“炸鍋”。

M芯片的應用電路圖如下：

2. 如何發揮出M芯片的最強性能？——揭秘PWM驅動秘訣

驅動模塊——PWM式調味劑：芯片利用PWM驅動方式，通過調節輸出模塊上臂管的開斷，達到控速目的。通過改變PWM信號的占空比，就可以控制電機的轉速，精確而高效。簡單來說，PWM就像烹飪中的調味劑，對轉速進行“精確調味”。

同步整流的神奇功效：同步整流功能在電機的續流階段發揮作用，利用下臂管導通，使續流過程產生的熱量得到有效控制——可以理解為讓電機“吹空調”，減少發熱，增加使用壽命。

過流保護機制：芯片提供了過流保護機制，通過VRF和電流檢測電阻Rf來限制最大輸出電流峰值。這一功能就如同裝了一道“保險閥”，保證當電流超出設定值時，迅速降低輸出占空比，避免電路受損。正因如此，即使在啟動時電流變化迅速，芯片也能快速響應。

M芯片的內部框圖如下：

3. 從多種保護角度，看安全可靠的M芯片

CSD保護電路：這是一種抑制保護電路，當電機正常運轉但HALL信號不變時觸發。所有輸出上臂管將在這種情況下全部關斷，相當于電機的“自動剎車”系統。

低電壓保護：M芯片通過比較器和帶隙電壓基準，一旦檢測到5V的VREG電壓低于4.15V，便會關閉所有輸出晶體管。這功能就像“斷電保護”，預防芯片因電壓不足而受損。

過溫保護：當芯片結溫超過147°C時，過溫保護激活，關閉所有輸出管，讓芯片“降溫歇息”。直到溫度回落到設定值以下，保護才會解除。這功能類似于“智能溫控風扇”，保證芯片不被熱損壞。

4. HALL傳感器的精密支持——*信號的魔術師

HALL信號的識別：HALL信號幅度需過遲滯值（最大35mV），最佳為大于100mV。為減少噪聲干擾，可在輸入端接地電容。簡直就好比給電流裝上“過濾器”，保證輸出信號的純度和穩定。

HALL元件連接方法：是否串聯或并聯HALL元件影響很大。串聯優點在于電流共享、更節省，幅度溫度變化小，但容易出現不對稱。而并聯雖然功耗增加，但能滿足更高的電壓幅度需求。各有優劣，全憑具體需求“定制”。

5. 務實的電源解決方案——小細節大保障

電源的穩定性：由于芯片大電流以及開關驅動方式，電源線容易干擾。推薦在VCC和地之間接入大電容，優選靠近管腳位置。在難以操作時可用0.1uF陶瓷電容。理解起來，就像為電源裝上了穩定器，防震防干擾。

VREG與電荷泵：為了穩定VREG，需要連接至少0.1uF的電容。電荷泵逐步提升電源電壓，為高端管柵提供電壓，讓芯片動力澎湃。

6. 高效節電模式——智能的守護者

節電模式的效率：在STOP模式下，芯片幾乎關斷所有電路，僅保留基本的5V預穩壓輸出以及Short Brake態的低端管短接狀態。無論是在動態還是靜態，有效降低芯片功耗，可實現長時間穩定工作。

M芯片的管腳圖如下：

M芯片如同電機的全能保鏢。M芯片的強大不僅在于它的PWM驅動和同步整流功能，更在于它多方位的保護機制和高效的節電模式。它如同一名全能保鏢，保障了電機的高效、穩定、可靠工作。

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