几款高性价比电机驱动芯片

电气知识 2022-08-06

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,使内部逻辑电路部分在低电压下工作;可以外接检测电阻,将变化量反馈给控制电路。

几款高性价比电机驱动芯片

几款本土高性价比的电机驱动芯片,可直接替换一些国外进口型号芯片,主要适 用于各种消费类电子产品,提升客户产品竞争力。

1:HR4988

控制方式:STEP/DIR,2个H桥,细分:1-1/16,逻辑电源电压:3.0-5.5V,功率电压:8-38V,输出电流:2.0A QFN28,可以完全pin to pin A4988,价格和供货这块相对比较稳定。

2:HR4985

控制方式:STEP/DIR,2个H桥,细分:1-1/8,逻辑电源电压:3.0-5.5V,功率电压:8-38V,输出电流:1.0A QFN24。

3:HR8826

控制方式:STEP/DIR,2个H桥,细分:1-1/32,逻辑电源电压:3.3V(内建),功率电压:8-42V,输出电流:3.0A HTSSOP28,可完全pin to pin DRV8825,价格和供货相对稳定。

4:HR8833

控制方式:PWM,2个H桥,逻辑电源电压:3.3V(内建),功率电压:2.7-12.8V,输出电流:1.5A eTSSOP16/QFN16,可完全pin to pin DRV8833,价格和供货相对稳定。

5:AT4950

控制方式:PWM,1个H桥,功率电压:6.5-32V,输出电流:3.5A eSOP8,可完全pin to pin A4950,价格和供货相对稳定。

由于单片机属于信息类电路,带负载能力极差,不可能直接用来控制电机的运动。因此电机的驱动就显得尤为重要。本文汇总了自己用过的几个电机驱动芯片及其注意事项等等,以后有机会还会继续修正增加等。

驱动原理

直流电机驱动多种多样,但是驱动原理却是恒定不变的。电机速度的调控总的来说有三种:弱磁升速,调压调速和串电阻调速。而降压调速兼顾平滑无级调速和调压范围广的优点使之称为小型直流电机中最为常用的速度调控方式。而H桥电路作为一个天才般的发明,可以使得电机既得到正向电流也可以得到反向电流。

几款高性价比电机驱动芯片

H桥电路的设计完美的解决了电机的四象限运动,让电流可以正向流动也可以反向流动。前面我们说了小型直流电机最好调速方式是调压调速,那么进行调压的技术就是脉宽调制技术,又称为PWM技术。PWM技术让峰值允许的情况下直流调压称为可能,借助现在性能良好的控制全控原件,PWM技术正发挥着越来越重大的作用。

几款高性价比电机驱动芯片

BTN7960/BTN7971

这个芯片是我们最开始做智能车的时候使用的芯片,相当耐用,一般不会有什么问题。但是无奈单片价格不太友好,不太建议使用。但是如果对芯片性能要求不高的话,这个芯片也是一个不错的选择。

BTN7971是BTN7960的升级版,性能相对而言更加稳定,但是功能和驱动方式等等没有任何区别,你可以直接拿BTN7971的芯片放到BTN7960的板子上面,完全不会有任何问题。更不友好的是:BTN7971是一个半桥型驱动芯片,驱动一个电机需要两个BTN及相应的外置芯片。

几款高性价比电机驱动芯片

该芯片的应用也较为简单,使用起来没有太多的要求,大家按照电路图进行连接即可使用。

几款高性价比电机驱动芯片

因为BTN7971是一个半桥驱动,所以驱动一个电机就需要一个两块BTN进行驱动,并且加上相应的电阻和滤波电容(图上没有,数据手册上面有,但实际测试不适用也没有太大影响。高频情况下)相关原件就有数十个。

A4950

A4950可以属于单芯片内部集成MOS全桥电路,因此可以使用一个芯片控制电机的正反转,相对于BTN7971的半桥电路要稳定好多。价格上也相对而言较低,可以接受。

几款高性价比电机驱动芯片

A4950体积较小,因此工作时会有较多的热量产生,因此需要在设置PCB的时候注意在芯片下方留一定数量的通孔用来散热。芯片上部的散热片如果有可能的话建议贴上去,但是不贴似乎也不会有太大影响。

几款高性价比电机驱动芯片

A4950的应用电路就相对而言较为简单,但是有一个比较特备的要求就是需要一个R250功率电阻,用来释放多余的功率成分。应用电路上图已经标识,不再单独画出来了。

TB6612

TB6612是一个双 电机驱动,一个电机可以同时控制两个电机,但是相对而言性能不够优秀,现在有渐渐被淘汰的趋势,建议使用A4950代替TB6612二者使用元件数目几乎一致,但A4950各方面性能都稍稍好一点。

几款高性价比电机驱动芯片

应用电路可以依靠上面的原理图进行来制作,外部连接器件较少,也没有额外的其他要求,使用起来比较简便。

IR2101

IR2101并不是一个电机驱动芯片,只能算是一个全桥控制器,但是相对于其他芯片而言,也算是另一种驱动方式吧

几款高性价比电机驱动芯片

IR2101属于自行利用MOS管搭建H桥电路,因此使用起来所需要的单独原件较多,但是性能相对而言更好,带负载能力也稍强,驱动电流较大的电机的时候自行搭建H桥较好。注意,下图只是半桥驱动电路,如果要驱动电机需要构成全桥驱动,还需要这样相同的电路才能构成驱动电路。

几款高性价比电机驱动芯片

L298N

这个是一个比较常用的电机驱动芯片,这个芯片是我们老师推荐我们使用的,因此我觉得可能是一个比较经典的应用,使用起来也的确有点复杂,不如前面的那些电路应用简单。所以也不太推荐使用。基本的原理图应用如下:

几款高性价比电机驱动芯片

L298N应用电路,L298N应用方法

几款高性价比电机驱动芯片