聊聊芯片说明书datasheet——以国产三相无刷电机驱动芯片为例

老虎说芯|Tiger Chip|

2024-09-29 09:12:07 541

datasheet是芯片的使用说明书，里面有芯片的产品简述、功能描述、特点、应用、封装、管脚图、内部框图、极限参数、电气参数等信息。今天，我们就来聊聊一款功能强大、特点丰富的三相无刷电机驱动芯片。我们会以一个轻松有趣的方式，分步骤地剖析其datasheet，让大家对这款芯片有一个*而深入的了解。

1.产品简述

M芯片是一款专为三相无刷电机设计的驱动芯片，最大的特点是它的工作电压最高可达35V，最大驱动电流可以达到1.5A。

主要功能与特点

解释如下：

电流与阻抗：Imax=1.5A；

上臂桥输出阻抗0.6Ω，下臂桥输出阻抗0.5Ω——就像是一辆跑车，马力十足，阻力却非常低。

PWM驱动与同步整流：通过PWM信号调整转速，降低功耗；同步整流则减少了续流二极管的热量，好像让电机拿到了“*凉爽药”。

保护电路：锁存型CSD保护电路，避免电机在HALL信号异常时损坏。简单来说，就类似于给电机带上了“安全帽”。

多种模式：正、反转模式切换，加上节能的Stop模式，在不同情况下都能游刃有余——好比这个电机有了多个“应急按钮”。

过温、过流与低电压保护：自动检测并保护，保护电路贯穿各个环节，让芯片既能预防“中暑”，又防止“炸锅”。

M芯片的应用电路图如下：

2. 如何发挥出M芯片的最强性能？——揭秘PWM驱动秘诀

驱动模块——PWM式调味剂：芯片利用PWM驱动方式，通过调节输出模块上臂管的开断，达到控速目的。通过改变PWM信号的占空比，就可以控制电机的转速，精确而高效。简单来说，PWM就像烹饪中的调味剂，对转速进行“精确调味”。

同步整流的神奇功效：同步整流功能在电机的续流阶段发挥作用，利用下臂管导通，使续流过程产生的热量得到有效控制——可以理解为让电机“吹空调”，减少发热，增加使用寿命。

过流保护机制：芯片提供了过流保护机制，通过VRF和电流检测电阻Rf来限制最大输出电流峰值。这一功能就如同装了一道“保险阀”，保证当电流超出设定值时，迅速降低输出占空比，避免电路受损。正因如此，即使在启动时电流变化迅速，芯片也能快速响应。

M芯片的内部框图如下：

3. 从多种保护角度，看安全可靠的M芯片

CSD保护电路：这是一种抑制保护电路，当电机正常运转但HALL信号不变时触发。所有输出上臂管将在这种情况下全部关断，相当于电机的“自动刹车”系统。

低电压保护：M芯片通过比较器和带隙电压基准，一旦检测到5V的VREG电压低于4.15V，便会关闭所有输出晶体管。这功能就像“断电保护”，预防芯片因电压不足而受损。

过温保护：当芯片结温超过147°C时，过温保护激活，关闭所有输出管，让芯片“降温歇息”。直到温度回落到设定值以下，保护才会解除。这功能类似于“智能温控风扇”，保证芯片不被热损坏。

4. HALL传感器的精密支持——*信号的魔术师

HALL信号的识别：HALL信号幅度需过迟滞值（最大35mV），最佳为大于100mV。为减少噪声干扰，可在输入端接地电容。简直就好比给电流装上“过滤器”，保证输出信号的纯度和稳定。

HALL元件连接方法：是否串联或并联HALL元件影响很大。串联优点在于电流共享、更节省，幅度温度变化小，但容易出现不对称。而并联虽然功耗增加，但能满足更高的电压幅度需求。各有优劣，全凭具体需求“定制”。

5. 务实的电源解决方案——小细节大保障

电源的稳定性：由于芯片大电流以及开关驱动方式，电源线容易干扰。推荐在VCC和地之间接入大电容，优选靠近管脚位置。在难以操作时可用0.1uF陶瓷电容。理解起来，就像为电源装上了稳定器，防震防干扰。

VREG与电荷泵：为了稳定VREG，需要连接至少0.1uF的电容。电荷泵逐步提升电源电压，为高端管栅提供电压，让芯片动力澎湃。

6. 高效节电模式——智能的守护者

节电模式的效率：在STOP模式下，芯片几乎关断所有电路，仅保留基本的5V预稳压输出以及Short Brake态的低端管短接状态。无论是在动态还是静态，有效降低芯片功耗，可实现长时间稳定工作。

M芯片的管脚图如下：

M芯片如同电机的全能保镖。M芯片的强大不仅在于它的PWM驱动和同步整流功能，更在于它多方位的保护机制和高效的节电模式。它如同一名全能保镖，保障了电机的高效、稳定、可靠工作。

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