三相無刷電機驅動MS8828參數(shù)與應用

鑫邦旺電子科技

MS8828描述

MS8828 為一款三相無刷電機的驅動芯片，最高工作電壓可達35V，最大驅動電流 1.5A。

芯片采用 PWM 脈沖驅動的方式來減少輸出功耗，通過調節(jié)外部信號的占空比來調節(jié)電機的轉速；芯片內置鎖存型保護電路，可以在電機正常運轉但 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

當電機關閉時進入“急剎車(Short Brake)”

應用

激光打印器

復印機

專用打印機

大型家電

監(jiān)控攝像頭

封裝圖

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管腳圖

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管腳說明圖

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內部框圖

電氣參數(shù)

電氣特性

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功能描述

驅動模塊

芯片采用一種直接的 PWM 驅動方式減小功耗，PWM 通過調整輸出模塊上臂管的關斷來實現(xiàn)調節(jié)功能，電機的驅動強度由其占空比決定。

在正常的 PWM 關斷之時，同步整流開始發(fā)揮作用，下臂管導通，相比 LDMOS 寄生的二極管續(xù)流大大減小了熱量的產生。

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。如果電機繞組的內阻或電感太小，在啟動時（電機中沒有反向電動勢的產生），電流將會快速變化。這個工作延時可能會導致限流在大于設定值時才發(fā)生。因此在設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，可以通過調節(jié) PWM 波的占空比來調節(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 PWMIN 持續(xù)高電平，芯片會判定占空比為 0，會導致 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，當電機正常運轉但 HALL 信號長時間不變化時，電路開始工作。

當 CSD 電路工作時，所有輸出上臂管全部關斷。

時間由連接 CSD 腳的電容決定。設置時間=90×C(uF)當一個 0.022uF 的電容接入時，保護時間約 2s。設置時間必須足夠大，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 正反轉調節(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 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 通過結合一比較器使用帶隙電壓作基準進行比較，電路檢測 5V 的 VREG 電壓，當 S/S 為低且 VREG 電壓低于 4.15V 時，所有輸出晶體管將被關斷。

為使 VREG 電壓在 4.15V 附近不出現(xiàn)振蕩，設置有 0.3V 的遲滯。因此，當 VREG 電壓恢復到 4.45V時，低壓保護電路才會關閉，所有輸出管恢復工作。

過溫保護

當芯片結溫超過 147°C 時，過溫保護電路被激活，關斷所有輸出管。當溫度恢復到遲滯溫度 40°C時，所有輸出管恢復工作。

但是，由于過溫保護僅僅在芯片結溫超過設定值才會被激活，它并不能保證產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，但關注時有必要的。HALL 信號同時為 HHH 或者 LLL 時被認為是錯誤態(tài)，將關閉所有輸出管。

如果使用到 HALL 芯片，在一端固定（無論正負）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：

1. 串聯(lián)

優(yōu)點：

●電流被串聯(lián)的 HALL 元件所共享，所以電流消耗相比并聯(lián)更小

●限流電阻可以舍去

●幅度隨溫度變化小

缺點：

●每個 HALL 元件只能被分到 1V，也就存在幅度不滿足的可能

●流過 HALL 元件的電流隨溫度變化

●HALL 元件的不對稱（輸入電阻的不同）很容易影響幅度

2. 并聯(lián)

優(yōu)點：

●流過 HALL 元件的電流由限流電阻決定

●HALL 元件的應用電壓可以是多樣化的，并且可以滿足足夠的幅度

缺點：

●由于需要為每個 HALL 元件單獨提供電流，功耗較大

●需要一個限流電阻

●幅度隨溫度變化

HB 腳

HB 腳可用于在節(jié)電模式下關斷 HALL 元件電流，在以下情況 HB 腳將會被關閉。

●當 S/S 進入 STOP 態(tài)

●PWMIN 輸入檢測到 0%占空比

節(jié)電模式

在 MS8828 處于 STOP 態(tài)時，幾乎所有電路都被關斷，以減少功耗。當使用 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

芯片產生大的輸出電流，并且采用一種開關驅動的方式，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。

電荷泵

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 的大小推薦以下關系：

CG = CP =0.22uF

CP 上充放電頻率為 50KHZ，當 CP 電容很大時，VG 將會被抬升。可是當電容太大，充放電將變的沒有效率，VG 充電時間就會很長。

典型應用圖

用 HALL IC 時

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用 HALL 元件時

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