无刷驱动芯片原理图(带电流限制的直流有刷电机驱动电路方案)

熟悉芯片哥的小伙伴都知道,关于直流有刷电机的驱动电路,早在之前,芯片哥就已经写过很多的不同方案了。

有小电压的,小电流的,也有大电压和大电流的,各种不同的驱动电路,都有详细介绍过。但这次,芯片哥在浏览一个直流有刷电机的驱动芯片,发现它除了具有常规的驱动功能之外,还有电流的限制功能。

其他多余的话不多说,我们直接进入正题,看它的电路特性参数。

无刷驱动芯片原理图(带电流限制的直流有刷电机驱动电路方案)(1)

TB67H451FNG芯片---Toshiba东芝

在这个电路中,右边的电机就是一个直流有刷电机,它的工作电压是芯片VM引脚的电压。如果VM引脚电压为24V,电机就工作在24V;如果VM引脚的电压为12V,电机就工作在12V。

对于TB67H451FNG芯片而言,VM引脚的承受电压在4.5V ~44V之间。这个电压范围的跨度还是比一般的直流电机驱动电压要大很多,它不仅能适合5V和12V,而且还适合24V和36V。

驱动电机的电压不仅高,而且驱动的电流也很高,可以高达3.5A。这是它区别其他驱动芯片的一个特点。

与其他常规的直流电机驱动功能一样,OUT1和OUT2引脚,是芯片内部的H桥驱动电路的输出两个引脚,直接连接直流有刷电机的两个端子,用来驱动电机的转动。

IN1和IN2引脚,是两个控制信号引脚,控制OUT1和OUT2引脚的输出电压状态。

假如IN1为逻辑高电平,IN2为逻辑低电平,直流有刷电机就会正转;

假如IN1为逻辑低电平,IN2为逻辑高电平,直流有刷电机就会反转;

倘若IN1为逻辑低电平,IN2也为逻辑低电平,直流有刷电机就会停下来,如果时间超过了1ms,驱动芯片就会进入待机状态,待机电流仅为1uA。

倘若IN1和IN2都为逻辑高电平,电机就会由原来的正转或者反转切换到立即刹住停止转动。

无刷驱动芯片原理图(带电流限制的直流有刷电机驱动电路方案)(2)

直流有刷电机驱动电路方案

关键的一点是,TB67H451FNG芯片的VREF引脚和RS引脚功能,是其他芯片很少具有的。其中RS引脚,是测量电机工作的电流;VREF引脚,它的功能是可以设置电机工作电流的阈值。

我们看一下芯片的内部电路

无刷驱动芯片原理图(带电流限制的直流有刷电机驱动电路方案)(3)

芯片内部电路

不难发现,驱动电机的H桥电路,是通过RS电阻接到GND的,所以流过RS电阻的电流就是流过电机的电流。

同时,RS电阻的一端,还连接着电流比较器的一个输入端,比较器的另外一个输入端就是连接芯片的VREF引脚。

通过设定VREF引脚的不同电压,就可以设定电机的工作电流。比如说

VREF引脚的电压是2.5V,RS电阻的阻值是0.25Ω,则电机工作的最大电流就被设置在了1A。它的计算过程可以参考

I = VREF / (10*RS)

中间多了一个10倍的关系。

如果想要让电机的工作电流达到2A,按照刚刚的计算,可以是VREF引脚的电压为5V,RS的阻值保持不变0.25Ω;或者VREF引脚的电压保持不变2.5V,RS的阻值调整为0.125Ω。

注意,芯片的VREF引脚,它的电压是不可以超过5.5V的。

这就是TB67H451FNG芯片带有电流限制功能的直流有刷电机驱动电路方案。

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