直流电机驱动模块

勿忘心安

许多队伍采用了MC33886芯片四片并联作为电机驱动电路。MC33886芯片是飞思卡尔公司生产的5A集成H桥芯片，内置了防止H桥桥臂同侧导通的控制逻辑，栅极驱动电路，电荷泵以及输出电路。最大持续输出电流为5A且集成了保护电路。MC33886芯片使用方便，通过其四根输出线可以实现电机的正转和制动。
    虽然MC33886有以上优点，但是它也存在明显的缺点。比如单片33886芯片可持续供应电流只有5A，其内阻更是有120mΩ，这样导致了由该芯片驱动电机时，启动加速慢，制动不足等问题，这样就不能很好的对电机进行及时的控制。
因此我们的驱动电路的驱动芯片采用的是英飞凌的BTS7960B（如图）半桥驱动芯片，该芯片负载电流可以达到43A，而内阻只有16 mΩ。芯片资料如下：
  
图1

BTS7960是一款针对电机驱动应用的完全集成的大电流半桥芯片。它是NovalithICTM系列的成员之一，它的一个封装中集成了一个P通道场效应管在上桥臂和一个N通道场效应管在下桥臂以及一个控制集成电路。由于上桥臂采用的是P通道开关，对于电荷泵的需求也就不复存在了，因此电磁干扰减至了很小。由于集成在内驱动集成电路具有逻辑电平输入，与微控制器的连接变得非常简单，且该驱动集成电路还具有电流检测诊断、转换率调整、死区时间生成以及过热、过压、欠压、过流和短路保护。
BTS7960在较小的电路板空间占用的情况下为大电流保护的PWM电机驱动提供了一种成本优化的解决方案。
基本特点如下：
1) 在25℃时导通电阻的典型值为16 mΩ；
2) 低静态电流，在25℃时的典型值仅为7 μA；
3) 与主动续流相结合的脉宽调制能力高达25kHz；
4) 开关电流限制降低功耗的过流保护；
5) 电流限制在典型的43A；
6) 具有电流检测能力的状态标志诊断；
7) 具有锁定行为的过热关断；
8) 过压锁定；
9) 欠压关断；
10) 带有逻辑电平输入的驱动电路；
11) 用于优化电磁干扰的可调节转换率。

BTS 7960内部框图如图2

图2  BTS7960内部框图