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L6203直流电机驱动设计原理图及例程

L6203直流电机控制驱动器【简要说明】一、尺寸:长66mmX宽33mm X高28mm二、主要芯片:L6203三、工作电压:控制信号直流4.5~5.5V;驱动电机电压7.2~30V四、可驱动直流(7.2~30V之间电压的电机)五、最大输出电流4A六、最大输出功率20W七、特点:1、具有信号指示2、转速可调3、抗干扰能力强4、具有续流保护5、可单独控制一台直流电机6、PWM脉宽平滑调速(可使用PWM信号对直流电机调速)7、可实现正反转8、此驱动器非常时候控制飞思卡尔智能车,驱动器压降小,电流大,驱动能力强。

【标注图片】直流电机的控制实例使用驱动器可以控制一台直流电机。

电机分别为OUT1和OUT2。

输入端EN可用于输入PWM脉宽调制信号对电机进行调速控制。

(如果无须调速可将EN使能端,接高低电平,高电平启动,低电平停止。

也可由单片机输出直接控制)实现电机正反转就更容易了,输入信号端IN1接高电平输入端IN2接低电平,电机正转。

(如果信号端IN1接低电平,IN2接高电平,电机反转。

)可参考下图表:电机旋转方式控制端IN1控制端IN2EN使能端M 正转高低高反转低高高调速* * 输入PWM信号直流电机测试程序【原理图】【测试程序】/********************************************************************汇诚科技实现功能:调试程序使用芯片:AT89S52 或者 STC89C52晶振:11.0592MHZ编译环境:Keil作者:zhangxinchun淘宝店:汇诚科技*********************************************************************/ #include<reg52.h>#define uchar unsigned char//宏定义无符号字符型#define uint unsigned int //宏定义无符号整型sbit P2_0=P2^0;//启动sbit P2_1=P2^1;//停止sbit P2_2=P2^2;//正转sbit P2_3=P2^3;//反转sbit P1_0=P1^0;//使能sbit P1_1=P1^1;//IN1sbit P1_2=P1^2;//IN2/********************************************************************延时函数*********************************************************************/ void delay(uchar t)//延时程序{uchar m,n,s;for(m=t;m>0;m--)for(n=20;n>0;n--)for(s=248;s>0;s--);}/********************************************************************主函数*********************************************************************/ main(){while(1){if(P2_0==0){delay(3);if(P2_0==0)//启动{P1_0=1;P1_1=1;P1_2=0;}}if(P2_1==0){delay(3);if(P2_1==0)//停止{P1_0=0;}}if(P2_2==0){delay(3);if(P2_2==0)//正转{P1_1=1;P1_2=0;}}if(P2_3==0){delay(3);if(P2_3==0)//反转{P1_1=0;P1_2=0;}}}}/********************************************************************结束*********************************************************************/L6203DMOS(消耗型金属氧化物半导体)全控桥驱动器⏹供电电压:48V⏹最大峰值电流5A(L6021最大2A)⏹电流有效值:⏹L6201: 1A; L6202: 1.5A; L6203/L6201PS: 4A ⏹R DS (ON) 电阻值0.3 Ω (室温25 ︒C)⏹击穿电压保护⏹兼容TTL电路⏹运行最高频率100KHz⏹热滞⏹集成逻辑电路使用⏹高效概述L6201是一种应用多源BCD(Bipolar,CMOS,DMOS)技术来控制电机的全控桥驱动器芯片,这种芯片能将独立的DMOS场效应晶体管和CMOS以及二极管集成在一块芯片上。

由于使用模块化扩展技术,L6201可以实现逻辑电路及功率级的优化。

DMOS场效应管能在42V的电压下运行,同时具备高效、高速的切换性能。

兼容所有的TTL, CMOS and μC输入。

每个独立的逻辑输入能控制一个沟道(半桥),而公共的使能端可以控制两个沟道。

L 6201共有3中不同的封装型号。

多源BCD技术分类数据:L6201(SO20表面贴片)L6201PS(PowerSO20)L6202(双列直插封装18引脚)L6203(Multiwatt封装)结构图引脚连接图(俯视)引脚功能芯片名称功能L620 L6201PS L6202 L62031 16 1 10 SENSE 外接电阻,提供电机反馈控制电流2 17 2 11 ENABLE 高电平有效,选择IN1或者IN2接口3 2,3,9,12,18,193 N.C.不接线4.5 — 46 GND 公共接地端—1,10 5 GND 公共接地端6,7 — 6 GND 公共接地端8 —7 N.C. 不接线9 4 8 1 OUT2 第二个半桥的输出口10 5 9 2 V s 电源端11 6 10 3 OUT1 第一个半桥的输出口(续)注2:配置最小面积的铜片热特征参数(*)安装铝制基片电路板电气特性(测试电路参数:温度=25︒C ,,电压42V,传感电压0V,无别的特殊要求)电气特性(续)芯片控制逻辑时序符号参数试验条件最小典型最大单位t1(Vi) 源电流关断延迟时间图12 300 ns t2(Vi) 源电流关下降间图12 200 ns t3(Vi) 源电流导通延迟时间图12 400 ns t4(Vi) 源电流上升时间图12 200 ns t5(Vi) 反向电流关断延迟时间图13 300 ns t6(Vi) 反向电流下降时间图13 200 ns t7(Vi) 反向电流导通延迟时间图13 400 ns t8(Vi) 反向电流上升时间图13 200 ns (*)受限于功耗(**)在同步整流中的(L6202//03)VSD压降如图4所示;一般L6201的电压值是0.3V图1。

典型和Tj的示意图图2。

典型静态电流和频率的示意图图3。

典型Is和Vs的示意图图4。

典型Rds和Vref的示意图(Vref从Vs到Vref)图5。

正常状态(25°C)Rds的阻止与温度变化的示意图图6(a),同步整流下二极管的状态(L6201)图6(b),同步整流下二极管的状态(L6201PS/02/03)图7(a)。

典型功耗与IL的示意图(L6201)图7(b)。

典型功耗与IL的示意图(L6201PS/02/03)图8(a)。

两相斩波图8(b)。

单项斩波图8(c)。

使能端斩波测试电路图9。

饱和电压图10。

静态电流图11。

漏电流示意图图12。

源电流延迟时间及输入斩波示意图图13。

反偏电流延迟时间及斩波电路概述L6201/1PS/2/3是一种应用多源BCD(Bipolar,CMOS,DMOS)技术,用于电机切换驱动的整块全桥芯片。

多源BCD技术是集成多个或者单独的DMOS场效应晶体管,另外还混合MOS管/二极管的控制电路。

通过使用这种技术使得这类芯片具备兼容所有TTL,COMS和 C并且可以消除外部MOS设备的驱动问题。

逻辑驱动图如表1所示。

表1输入 场效应管的输出(*) VEN=LIN1 IN2 LL H HL H L H Sink1,Sink2 Sink1,Source2 Source1,Sink2 Source1.Source2 VEN=LXX所有场效应管关断L 表示低电平 H 表示高电平 X 表示任意状态 (*)INPUT1和INPUT2是控制器的数字输出级 虽然L6201/1PS/2/3这类芯片能保证被击穿的情况的发生,但是不能避免由于DMOS 管配置二极管的内部结构而引起的强电流产生的检测热量。

这种现象的产生主要是由于与节点组合的C1和C2两个电容充放电(如图14)。

当输出有高电平向低电平转换的时候,一股的尖峰电流注入电容C1。

在低电平向高电平转化的过程中同样有一股大的尖峰电流注入电容C2,底部DMOS 场效应管的输入电容的充电导致在尖峰电流之前有电极性的跳变(如图15)。

图14.DMOS 场效应管的内部结构图15.在检测引脚的尖峰电流刘示意图晶体管的运转导通状态当DMOS 的其中一端处于到通的状态,那么可以说电阻RDS(ON)始终处于能操控的范围。

在此期间的功耗的表达式:P ON = R DS (ON) ⋅ I DS2 (RMS)多源BCD 过程的低阻态电阻RDS(ON) 在低功耗的情况选能提供高电流关断状态当DOMS 的其中一端关断的时候,那么V DS 的电压等于电压源的电压,同时只有漏电流I DSS 存在。

此间的功耗有如下的公式:P OFF = V S ⋅ I DSS此时的功耗十分低,较导通时候的功耗是可以被忽略的 晶体管几乎可以发现,上述的晶体管的源极和沟道间内置二极管,二极管运行在一种快速,任意方向的切换模式。

在下次循环之前,使能端处于与高电平的状态,电压降等于电阻(R DS (ON))电流(I D )的乘积直到达到二极管的正向偏置电压。

当使能端是低电平时,场效应管关断,同时所有电流施加于二极管。

在反复循环的过渡时期的功率取决于电压—电流的波形以及驱动方式(如图7(a),(b),图8(a),(b),(c))P trans. = I DS (t) ⋅ V DS (t)自举电容只有所有的N 沟道在10V 的栅极电压下才能够确保DMOS 晶体管的正确驱动。

对于底部的接地晶体管来说很容易证明,但是上部的晶体管显然需要一个更高的驱动电压。

当达到内置充电电流的达到峰值的时候能结合自举电容正确驱动。

为了充电能够有效的进行,自举电容的值应当大于1nF 的晶体管的输入电容。

所以自居电容至少是10nF 的。

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