前几年做过一款用可充电的锂电池包供电的小型电机控制器,因为是有刷电机产品,所以用了一个H桥驱动芯片直接驱动电机
H桥驱动芯片采用的是MPS公司当时刚推出不久的MP6522,这个芯片不仅在当时的小型直流有刷电机控制器中用的公司特别多,现在的一些新产品设计中依然被广泛的采用。一款芯片被众多公司的产品设计中所采用,那这款芯片必定是经典的设计
MP6522被众多公司采用的原因,主要是这几点
输入电压范围很宽:5.4V 至 35V。充电锂电池包大多都是采用的18650的圆柱电芯串联,电池包的电压基本是20V(5节电芯串联)和12V(三节电芯串联)。MP6522最高电压达到了35V,所以满足设计要求
输出电流很大:3.2A。对于电池包供电,直流有刷供电的小型控制器,产品的最大电流基本都是在2A以内,MP6522最高输出电流达到了2A,所以电流余量足够
芯片的集成度高:MP6522内部集成了完整的H桥驱动电路,包括H桥驱动电路的门极驱动电路和电荷泵电路
导通阻抗低:300 mΩ,导通阻抗低可以提高电机控制器的效率以及保证电池包充满电后更长的使用时间,这对于用户很关键。并且高效率也意味着温升低,不仅可以降低芯片的散热要求,更能保证产品的使用可靠性
芯片兼容3.3V和5V的逻辑输入,单片机大多还是3.3V和5V的输入和输出电平,芯片兼容这两种电平,在单片机的选择范围上更广。很多公司的产品可能习惯了某一种单片机,如果选择只支持一种电压的驱动芯片并且电压同单片机不同的话,还得需要额外的电平转换电路或者芯片。但是选择MP6522的话,就不存在这种困扰
简单且通用的逻辑接口,在电路设计中,大家都希望电路设计起来简单且可靠。如果驱动芯片的接口过于复杂,不仅增加了设计难度,也会提升产品的潜在故障率。所以MP6522的优势也就体现了出来
循环电流调节和限流保护功能,电机控制器电路中,电机的电流会随着负载变化而变化,所以电流检测和调节非常重要。并且当异常情况时,比如电机堵转,此时电流会升高,如果电路不能及时的保护,很有可能会造成芯片或电路的损坏。MP6522的这项功能对于电机控制器非常实用且关键
多种保护功能:过流保护(OCP)、过压保护(OVP)、欠压保护(UVLO),电池包供电的电机控制器,不仅是要驱动和保护电机,还需要保护电池包不能过度的放电和损耗,所以MP6522的这些保护功能对于整个产品很重要
故障指示输出:芯片如果检测到驱动电路故障,可以用过引脚将故障状态输出,从而控制器可以及时的检测故障并且做出对应的保护机制
增强散热的表面贴装封装,这种封装的优势是可以利用芯片的散热焊盘将芯片工作时产生的热量传导至PCB上,再通过PCB上的大面积铜箔进行散热。
小尺寸贴片封装:QFN-24,尺寸只有5mmx5mm,小型电机控制器的电路板尺寸都很小,这种小尺寸封装很节省电路板的面积。而且从电子信号和电磁干扰的角度考虑,贴片封装的芯片比插件芯片的寄生感抗容抗更低,更利于信号稳定,EMI性能更佳,这也是为什么现在的电机驱动芯片都在向着贴片封装的方向发展
MP6522 引脚定义图
MP6522 引脚规格定义