SGM42606：低導(dǎo)通電阻單H橋直流電機驅(qū)動器的卓越之選

在電子工程師的日常設(shè)計中，電機驅(qū)動器是一個關(guān)鍵的組件，它直接影響著電機的性能和穩(wěn)定性。今天，我們就來深入了解一下SGMICRO推出的SGM42606低導(dǎo)通電阻單H橋直流電機驅(qū)動器。

文件下載：SGM42606.pdf

一、產(chǎn)品概述

SGM42606是一款集成了一個H橋的電機驅(qū)動設(shè)備，它的功能十分強大，可以驅(qū)動直流電機、螺線管、雙極步進電機的一個繞組或其他設(shè)備。在消費產(chǎn)品、玩具以及其他電池供電的運動控制應(yīng)用中，都能看到它的身影。

這款設(shè)備集成了四個N - MOSFET，工作電源電壓范圍為2V至12V。在適當(dāng)?shù)纳釛l件下，SGM42606能夠提供高達6A的峰值輸出電流和3A的連續(xù)輸出電流。其內(nèi)部電荷泵會生成所需的柵極驅(qū)動電壓，同時還具備過流、短路、過壓、欠壓鎖定和熱關(guān)斷等多種保護功能。它采用了綠色TQFN - 5.5×3.5 - 24L封裝。

二、產(chǎn)品特性

（一）電源電壓范圍廣

電源電壓范圍為2V至12V，這使得它能夠適應(yīng)多種不同的電源環(huán)境，在不同的應(yīng)用場景中都能穩(wěn)定工作。

（二）低導(dǎo)通電阻

HS + LS的導(dǎo)通電阻低至72mΩ，低導(dǎo)通電阻可以有效降低功率損耗，提高能源效率，減少發(fā)熱，延長設(shè)備的使用壽命。

（三）高輸出電流能力

具備高達6A的峰值輸出電流和3A的連續(xù)輸出電流，能夠滿足大多數(shù)電機的驅(qū)動需求。

（四）豐富的保護功能

1. 過壓保護：當(dāng)電源電壓超過設(shè)定的閾值時，設(shè)備會自動采取保護措施，防止因過壓對設(shè)備造成損壞。
2. 欠壓鎖定：如果電源電壓低于欠壓鎖定閾值，設(shè)備將被禁用，內(nèi)部邏輯會被重置，直到電壓恢復(fù)正常才會重新啟動。
3. 過流保護：當(dāng)檢測到過流時，會及時切斷相應(yīng)的柵極驅(qū)動信號，若過流情況持續(xù)超過一定時間，所有H橋MOSFET將被禁用，經(jīng)過重試時間后再重新啟用。
4. 短路保護：能有效防止因輸出短路到地、電源或電機繞組之間而引發(fā)的故障。
5. 熱關(guān)斷：當(dāng)設(shè)備的結(jié)溫超過安全范圍時，所有橋和驅(qū)動器將被關(guān)閉，溫度恢復(fù)到安全水平后，設(shè)備會重新開始工作。

   （五）低功耗睡眠模式

   通過nSLEEP引腳控制，當(dāng)該引腳為低電平時，設(shè)備進入低功耗睡眠模式，此時所有內(nèi)部邏輯、橋和電荷泵都將被禁用，可有效降低功耗。

   （六）環(huán)保封裝

   采用綠色TQFN - 5.5×3.5 - 24L封裝，符合RoHS標(biāo)準，無鉛且無鹵化物。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

SGM42606的應(yīng)用范圍非常廣泛，包括但不限于以下幾個方面：

1. 電動牙刷：為電動牙刷的電機提供穩(wěn)定的驅(qū)動，確保牙刷的正常工作。
2. 剃須刀：能夠精確控制剃須刀電機的轉(zhuǎn)速和扭矩，提供更好的剃須體驗。
3. 機器人：在機器人的運動控制中發(fā)揮重要作用，使機器人能夠靈活地移動和操作。
4. 玩具：為玩具提供動力，讓玩具更加生動有趣。
5. 遙控直升機和汽車：實現(xiàn)對遙控設(shè)備電機的精確控制，提高操控性能。

四、引腳配置與功能

（一）引腳配置

（二）引腳功能說明

這些引腳各自承擔(dān)著不同的功能，通過合理的連接和控制，可以實現(xiàn)對電機的精確驅(qū)動和保護。例如，通過IN1H、IN1L、IN2H、IN2L引腳可以控制電機的正反轉(zhuǎn)和速度；nSLEEP引腳可以控制設(shè)備的睡眠和喚醒狀態(tài)；nCLIP_EN引腳可以啟用或禁用電流限制保護功能。

五、電氣特性

（一）電源相關(guān)特性

• 電源電壓范圍為2V至12V，能夠適應(yīng)不同的電源環(huán)境。
• 電源電流在不同條件下有所不同，例如在VCC = 12V，nSLEEP = 3.3V，INxH = INxL = 0V，TJ = +25℃時，典型值為1.6mA；在睡眠模式下，VCC = 12V，nSLEEP = 0V，INxH = INxL = 0V，TJ = +25℃時，典型值為1.5μA。

  （二）邏輯輸入特性

• 輸入邏輯低電壓范圍為0V至0.4V，輸入邏輯高電壓范圍為1.5V至5.5V。
• 輸入邏輯低電流和高電流也有相應(yīng)的規(guī)定，確保輸入信號的穩(wěn)定性。

  （三）H橋FET特性

• HS FET和LS FET的導(dǎo)通電阻在不同溫度和電流條件下有所變化，例如在TJ = +25℃，IOUT = 2A時，HS FET導(dǎo)通電阻典型值為40mΩ；在TJ = -40℃至 +85℃，IOUT = -2A時，LS FET導(dǎo)通電阻最大值為65mΩ。

  （四）電流控制特性

• ISEN跳閘電壓典型值為200mV，電流檢測消隱時間固定為2.5μs，電流控制PWM頻率為33kHz。

  （五）保護電路特性

• 過流保護跳閘電平為6A，過流保護消隱時間為1.8μs，過流重試時間為7.5ms。
• 熱關(guān)斷溫度為165℃，熱關(guān)斷溫度遲滯為50℃。

六、詳細工作原理

（一）橋控制和衰減模式

（二）電流限制保護

電流限制保護通過固定頻率的PWM電流調(diào)節(jié)或電流斬波來實現(xiàn)。當(dāng)電流達到斬波閾值時，橋會禁用電流，直到下一個PWM周期開始。斬波電流由比較器根據(jù)連接到ISEN引腳的電流檢測電阻兩端的電壓與參考電壓（200mV）進行比較來設(shè)置，計算公式為(I{CHOP }=frac{200 mV}{R{ISENSE }})。當(dāng)nCLIP_EN為低電平時，電流限制保護功能啟用；為高電平時，功能禁用。

（三）死區(qū)時間

死區(qū)時間用于防止高端和低端MOSFET切換時的交叉導(dǎo)通。SGM42606的死區(qū)時間約為220ns（低端關(guān)斷到高端導(dǎo)通）/170ns（高端關(guān)斷到低端導(dǎo)通）。

（四）電源和輸入引腳

電荷泵用于生成大于VCC的柵極電源，以開啟內(nèi)部N - MOSFET。在VCP和VCC引腳之間需要一個0.1μF的陶瓷電容，在VCC和GND引腳之間應(yīng)盡可能靠近設(shè)備連接一個0.1μF的電容和一個10μF或更大的陶瓷電容。

（五）設(shè)備功能模式

nSLEEP引腳為低電平時，設(shè)備進入低功耗睡眠模式，此時所有內(nèi)部邏輯、橋和電荷泵都將被禁用。

七、封裝與訂購信息

（一）封裝信息

SGM42606采用TQFN - 5.5×3.5 - 24L封裝，其封裝外形尺寸和推薦焊盤尺寸都有詳細的規(guī)定，方便工程師進行PCB設(shè)計。

（二）訂購信息

其中，XXXXX為日期代碼、跟蹤代碼和供應(yīng)商代碼。

八、總結(jié)

SGM42606作為一款低導(dǎo)通電阻單H橋直流電機驅(qū)動器，具有電源電壓范圍廣、輸出電流能力強、保護功能豐富等優(yōu)點，適用于多種應(yīng)用場景。電子工程師在設(shè)計電機驅(qū)動電路時，可以考慮使用SGM42606，以提高電路的性能和穩(wěn)定性。同時，在使用過程中，要注意按照推薦的工作條件進行操作，避免超過絕對最大額定值，以確保設(shè)備的可靠性。你在實際應(yīng)用中是否使用過類似的電機驅(qū)動器呢？遇到過哪些問題？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。