本帖最后由 singleyork 于 2020-11-4 14:08 编辑
大家好，我是『芯知识学堂』的SingleYork，今天笔者要给大家分享几款直流有刷电机的H桥驱动芯片，最后一款AS4950性价比真的很不错。
一说到电机，相信大家并不陌生，因为，电机在我们生活中几乎是随处可见了，比如，下面这几种应用场景：
电机驱动芯片是集成有CMOS控制电路和DMOS功率器件的芯片，利用它可以与主处理器、电机和增量型编码器构成一个完整的运动控制系统。可以用来驱动直流电机、步进电机和继电器等感性负载。
电机驱动芯片采用标准的TTL逻辑电平信号控制，具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作，有一个逻辑电源输入端，是内部逻辑电路在低压工作；可以外接检测电阻，将变化率反馈给控制电路。
市面上的H桥直流有刷电机驱动芯片种类繁多，比较具有代表性并且性价比也还不错的有ALLEGRO(美国埃戈罗)的A4950、TI(德州仪器)的DRV8870，这两款都是国外的产品，据说最近缺货比较厉害。另外一款就是咱们今天的主角AS4950，这是一款性能优越的国产直流有刷电机驱动芯片，针对A4950和DRV8870而设计。
废话不多说，先来看下这几款电机驱动的参数吧。
1、 A4950
特性： Ø 独立的H桥电机，可驱动一个直流电机、一个步进电机的绕组或其他负载 Ø 低RDS(on)输出，电阻为600mΩ Ø 8V至40V宽工作电压范围 Ø 3.5A峰值电流驱动能力 Ø 过流保护（OCP） Ø 低功耗待机模式 Ø 可调PWM电流限制 Ø 同步整流 Ø 内部欠压锁定（UVLO） Ø 交叉电流保护 Ø A4950K通过AEC-Q100 1级认证 Ø 商业温度等级(A4950E：-40℃至85℃) Ø 工业温度等级(A4950K：-40℃至125℃)
2、 DRV8870
特性： Ø 独立的H桥电机，可驱动一个直流电机、一个步进电机的绕组或其他负载 Ø 565mΩ（典型值）RDS(on)（HS+LS） Ø 6.5V至45V宽工作电压范围 Ø 3.6A峰值电流驱动能力 Ø 脉宽调制（PWM）控制接口 Ø 集成电流调节功能 Ø 低功耗休眠模式 Ø VM欠压闭锁（UVLO） Ø 过流保护 Ø 过热关断 Ø 自动故障恢复
3、 AS4950
特性： Ø 独立的H桥电机，可驱动一个直流电机、一个步进电机的绕组或其他负载 Ø RDS(on)电阻为650 mΩ Ø 宽电压供电，8V-40V Ø 3.6A峰值驱动输出，2A持续输出能力 Ø 支持欠压锁定保护 Ø 低功耗休眠模式 Ø PWM电流整流/限流/调向 Ø 支持短路保护 Ø 支持过温关断电路 Ø 自动故障恢复
从这三款电机驱动芯片的参数来看，供电电压、峰值电流和RDS（on）等参数几乎是一致的，封装也是PIN TO PIN，可直接替换这两款芯片的应用场景。
A4950、DRV8870和AS4950的应用简化电路如下图所示：
从上图可以看出，A4950、DRV8870和AS4950的应用电路可谓是很简单了，除了电源部分的一些电容，还有一个比较特殊的要求就是都需要接一个功率电阻，这个功率电阻主要用来释放多余的功率部分。这三款电机驱动芯片都是支持PWM调速，同时可以设定最大的电流，当电机电流超过这个设定的电流值是，芯片便进入过流保护，这个最大的电流值与参考电压VREF和功率电阻RISEN有关，当输入PWM的占空比为100%时，目标电流计算公式如下：
以AS4950 Demo板上的设计为例，参考电压采用的是LM317调压得到的5V左右直流电压，功率电阻采用的是1206封装的0.2R的电阻，根据上面公式可以计算出最大限制电流为：Imax = 5V/(10*0.2Ω)=2.5A。
当然咯，大家可以参考这个电路并根据自己应用的实际情况，对电路中的参数做一些修改。
有关H桥的电机驱动电路相信大家并不陌生，在H桥电路中只需让一个对边的MOS打开，即可实现电机正转或者反转：
那么，如果大家自己搭建H桥电路的时候，在控制上就要小心了，因为，H桥电路中，是绝对不允许同一侧的高边和低边同时打开的，如果同时打开，则会造成短路（Shoot-Through），从而导致MOS管烧毁。
而使用AS4950这款H桥直流有刷电机驱动芯片则完全不用担心这种问题的发生，因为这款芯片内部带有死区时间控制，我们完全可以在任意时刻对IN1和IN2输出高低电平，都不会烧坏芯片（供电电压和负载电流都在规定参数范围内）。
当然咯，这里还需要注意一点，AS4950是具有休眠模式的，当IN1、IN2都为低且维持1ms以上，芯片将进入休眠模式。芯片进入休眠模式后，器件的H桥被禁止，电荷泵电路停止工作。在VM上电的时候，如果IN1和IN2都为低，芯片立马进入休眠模式。当IN1或IN2翻转为高电平且至少位置5us，经过延迟约50us，芯片恢复到正常的操作状态。因此，在使用PWM控制的时候，尽量使用频率高于500Hz的PWM来控制效果会比较好一些。 虽然A4950、DRV8870和AS4950这三款电机驱动芯片的性能都基本一致，然而，价格上却有不小差异，以立创商城的价格为例，A4950的含税价格在6-7块钱左右：
DRV8870的含税价格大约在2-3块钱的样子：
而AS4950的价格仅在含税1.5-2元左右，当然咯，可能针对不同的客户，不同的用量价格也会有所不一样。货期方面的话，AS4950也是很有优势的，毕竟大家都知道，现在很多进口的产品都很缺货，一是疫情期间国外产能问题，另一个还有运输问题。而AS4950纯国产芯片，产能和运输，都不在话下。而且，受华为事件影响，国家大力发展半导体，很多之前用国外芯片的企业也在逐步国产化，这种现象在短时间内可能会成为一种趋势，所以，如果有在用直流有刷驱动芯片的小伙伴们，不妨也来试试这款AS4950，联系作者，可免费提供Demo板和样品。
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