1、 主要性能
l 峰值輸出電流高達6A，連續(xù)輸出電流達3A；
l 工作電壓高達55V；
l Low RDS(ON) typically 0.3W per switch；
l TTL/CMOS兼容電平的輸入；
l 無 “shoot-through” 電流；
l 具有溫度報警和過熱與短路保護功能；
l 芯片結溫達145℃，結溫達170℃時，芯片關斷；
l 具有良好的抗干擾性。
2、 典型應用
l 驅動直流電機、步機電機
l 伺服機構系統(tǒng)位置與轉速
l 應用于機器人控制系統(tǒng)
l 應用于數(shù)字控制系統(tǒng)
l 應用于電腦打印機與繪圖儀
3、 內(nèi)部結構和引腳說明
LMD18200外形結構如圖1所示，內(nèi)部電路框圖2如圖所示。它有11個引腳,采用TO-220和雙列直插式封裝。
各引腳的功能如下：
引腳 |
名稱 |
功能描述 |
1、11 |
橋臂1，2的自舉輸入電容連接端 |
在腳1與腳2、腳10與腳11之間應接入10uF的自舉電容 |
2、10 |
H橋輸出端 |
|
3 |
方向輸入端 |
轉向時，輸出驅動電流方向見表1。該腳控制輸出1與輸出2（腳2、10）之間電流的方向，從而控制馬達旋轉的方向。 |
4 |
剎車輸入端 |
剎車時，輸出驅動電流方向見表1。通過該端將馬達繞組短路而使其剎車。剎車時，將該腳置邏輯高電平，并將PWM信號輸入端（腳5）置邏輯高電平，3腳的邏輯狀態(tài)決定于短路馬達所用的器件。3腳為邏輯高電平時，H橋中2個高端晶體管導通；3腳呈邏輯低電平時，H橋中2個低端晶體管導通。腳4置邏輯高電平、腳5置邏輯低電平時，H橋中所有晶體管關斷，此時，每個輸出端只有很小的偏流（1.5mA）。 |
5 |
PWM信號輸入端 |
PWM信號與驅動電流方向的關系見表1。該端與3腳（方向輸入）如何使用，決定于PWM信號類型。 |
6、7 |
電源正端與負端 |
|
8 |
電流取樣輸出端 |
提供電流取樣信號，典型值為377 µA/A。 |
9 |
溫度報警輸出 |
溫度報警輸出，提供溫度報警信號。芯片結溫達145℃時，該端變?yōu)榈碗娖?；結溫達170℃時，芯片關斷。 |
表1 LMD18200邏輯真值表
PWM |
轉向 |
剎車 |
實際輸出驅動電流 |
電機工作狀態(tài) |
H |
H |
L |
流出1、流入2 |
正轉 |
H |
L |
L |
流入1、流出2 |
反轉 |
L |
× |
L |
流出1、流出2 |
停止 |
H |
H |
H |
流出1、流出2 |
停止 |
H |
L |
H |
流入1、流入2 |
停止 |
L |
X |
H |
NONE |
|
LMD18200工作原理：
內(nèi)部集成了四個DMOS管，組成一個標準的H型驅動橋。通過充電泵電路為上橋臂的2個開關管提供柵極控制電壓，充電泵電路由一個300kHz左右的工作頻率。可在引腳1、11外接電容形成第二個充電泵電路，外接電容越大，向開關管柵極輸入的電容充電速度越快，電壓上升的時間越短，工作頻率可以更高。引腳2、10接直流電機電樞，正轉時電流的方向應該從引腳步到引腳10；反轉時電流的方向應該從引腳10到引腳2。電流檢測輸出引腳8可以接一個對地電阻，通過電阻來輸出過流情況。內(nèi)部保護電路設置的過電流閾值為10A，當超過該值時會自動封鎖輸出，并周期性的自動恢復輸出。如果過電流持續(xù)時間較長，過熱保護將關閉整個輸出。過熱信號還可通過引腳9輸出，當結溫達到145度時引腳9有輸出信號。
4、 典型應用
LMD18200典型應用電路如圖3所示。
LMD18200提供雙極性驅動方式和單極性驅動方式。雙極性驅動是指在一個PWM周期里，電動機電樞的電壓極性呈正負變化。雙極性可逆系統(tǒng)雖然有低速運行平穩(wěn)性的優(yōu)點，但也存在著電流波動大，功率損耗較大的缺點，尤其是必須增加死區(qū)來避免開關管直通的危險，限制了開關頻率的提高，因此只用于中小功率直流電動機的控制。本文中將介紹單極性可逆驅動方式。單極性驅動方式是指在一個PWM周期內(nèi),電動機電樞只承受單極性的電壓。
該應用電路是Motorola 68332CPU與LMD18200接口例子，它們組成了一個單極性驅動直流電機的閉環(huán)控制電路。在這個電路中，PWM控制信號是通過引腳5輸入的，而轉向信號則通過引腳3輸入。根據(jù)PWM控制信號的占空比來決定直流電機的轉速和轉向。采用一個增量型光電編碼器來反饋電動機的實際位置，輸出AB兩相，檢測電機轉速和位置，形成閉環(huán)位置反饋，從而達到精確控制電機。
5、 結束語
電動機的數(shù)字控制是電動機控制的發(fā)展趨勢，用單片機對電動機進行控制是實現(xiàn)電動機數(shù)字控制的最常用的手段。使用專門的電機控制芯片LMD18200可以減輕單片機負擔，工作更可靠。
