SGM42600 雙 H 橋電機(jī)驅(qū)動芯片：特性、應(yīng)用與設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在電子工程師的日常工作中，電機(jī)驅(qū)動芯片是實(shí)現(xiàn)電機(jī)精確控制的關(guān)鍵組件。今天，我們來深入了解一下 SGM42600 這款雙 H 橋電機(jī)驅(qū)動芯片，探討它的特性、應(yīng)用場景以及設(shè)計(jì)過程中的注意事項(xiàng)。

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一、芯片概述

SGM42600 是一款集成了兩個(gè) H 橋的電機(jī)驅(qū)動設(shè)備，它的強(qiáng)大之處在于既可以驅(qū)動一個(gè)雙極步進(jìn)電機(jī)，也能同時(shí)驅(qū)動兩個(gè)直流有刷電機(jī)。這種靈活性使得它在眾多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，比如打印機(jī)、電池供電玩具、機(jī)器人、相機(jī)、游戲機(jī)以及辦公自動化設(shè)備等。

二、關(guān)鍵特性

電源與電流能力

• 電源電壓范圍：SGM42600 的電源電壓范圍為 2.7V 至 24V，這使得它能夠適應(yīng)不同的電源環(huán)境。在 (V{CC}=5V) 且 (T{A}= +25^{circ}C) 的條件下，每個(gè) H 橋可提供高達(dá) 2A 的峰值電流或 1.5A 的 RMS 輸出電流。不過需要注意的是，當(dāng) (V_{CC}) 電壓降低時(shí)，電流能力會稍有下降。
• 低導(dǎo)通電阻：在 (+25^{circ}C) 時(shí)，HS + LS 的導(dǎo)通電阻僅為 0.41Ω，這有助于減少功率損耗，提高效率。

保護(hù)功能

芯片具備多種內(nèi)部保護(hù)功能，包括過流保護(hù)（OCP）、電源欠壓鎖定（UVLO）、電荷泵欠壓鎖定（CPUV）和過溫保護(hù)（OTP）。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，nFAULT 引腳會發(fā)出低電平信號，方便工程師及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。

睡眠模式

為了節(jié)省功耗，SGM42600 設(shè)計(jì)了睡眠模式。當(dāng) nSLEEP 引腳為低電平時(shí)，芯片進(jìn)入低功耗睡眠模式，這在設(shè)備不驅(qū)動電機(jī)時(shí)非常實(shí)用。

封裝形式

SGM42600 提供了綠色 TQFN - 4×4 - 16L 和 TSSOP - 16（外露焊盤）兩種封裝形式，并且其工作環(huán)境溫度范圍為 - 40℃ 至 + 125℃，能夠適應(yīng)較為惡劣的工作環(huán)境。

三、引腳配置與功能

引腳配置

SGM42600 的引腳配置在不同封裝形式下有所不同，但主要功能引腳基本一致。包括電機(jī)輸出引腳（AOUT1、AOUT2、BOUT1、BOUT2）、輸入引腳（AIN1、AIN2、BIN1、BIN2）、睡眠模式控制引腳（nSLEEP）、故障指示引腳（nFAULT）等。

引腳功能

• 輸出引腳：用于連接電機(jī)繞組，驅(qū)動電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
• 輸入引腳：內(nèi)部有下拉電阻，用于控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向和速度。
• nSLEEP 引腳：低電平使芯片進(jìn)入睡眠模式，高電平使能設(shè)備。
• nFAULT 引腳：開漏輸出，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)變?yōu)榈碗娖健?/li>

四、電氣特性

電源相關(guān)特性

• 工作電源電壓：范圍為 2.7V 至 24V。
• 工作電源電流：在 (xIN1 = 0V)，(xIN2 = 0V) 且 (T_{A}= +25^{circ}C) 時(shí)，為 1.7 - 2.3mA。
• 睡眠模式電源電流：在 (T_{A}= +25^{circ}C) 時(shí)，僅為 0.7 - 1.6μA。

邏輯電平輸入特性

• 輸入低電壓：nSLEEP 和其他引腳在 (V_{CC}=2.7V) 至 24V 時(shí)，為 0.7V。
• 輸入高電壓：nSLEEP 為 2.3V，其他引腳為 2.1V。

H 橋 FET 特性

• HS FET 導(dǎo)通電阻：在不同電壓和電流條件下有所變化，例如在 (V{CC}=5V)，(IO = 200mA) 且 (T{A}= +25^{circ}C) 時(shí)為 230mΩ。
• LS FET 導(dǎo)通電阻：同樣受電壓和電流影響，如 (V{CC}=5V)，(IO = -200mA) 且 (T{A}= +25^{circ}C) 時(shí)為 180mΩ。

保護(hù)電路特性

• 過流保護(hù)跳閘電平：在 (T_{A}= +25^{circ}C) 時(shí)為 2.5 - 3.7A。
• 過流保護(hù)去毛刺時(shí)間：在 (T_{A}= +25^{circ}C) 時(shí)為 4.7μs。
• 過流保護(hù)周期：在 (T_{A}= +25^{circ}C) 時(shí)為 1.4ms。
• 熱關(guān)斷溫度：芯片結(jié)溫達(dá)到 170℃ 時(shí)觸發(fā)熱關(guān)斷，熱關(guān)斷溫度滯后為 20℃。

五、應(yīng)用設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

電源設(shè)計(jì)

• 為了保證芯片的穩(wěn)定工作，(V_{CC}) 引腳需要連接到電機(jī)電源，并通過一個(gè) 10μF（最?。┑奶沾?a href="http://www.greenbey.cn/tags/電容/" target="_blank">電容旁路到 GND。
• VCP 引腳需要連接一個(gè) 0.01μF、30V（最?。┑奶沾呻娙莸?(V_{CC}) 引腳。
• VINT 引腳需要通過一個(gè) 2.2μF、6.3V 的電容旁路到 GND。

ESD 保護(hù)

由于該芯片對 ESD 比較敏感，在設(shè)計(jì)和使用過程中需要采取適當(dāng)?shù)?ESD 保護(hù)措施，否則可能會導(dǎo)致芯片性能下降甚至完全失效。

散熱設(shè)計(jì)

在高電流工作時(shí)，芯片會產(chǎn)生一定的熱量。因此，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳嵩O(shè)計(jì)，以確保芯片工作在合適的溫度范圍內(nèi)。

六、總結(jié)

SGM42600 雙 H 橋電機(jī)驅(qū)動芯片以其豐富的功能、良好的性能和廣泛的應(yīng)用場景，成為電子工程師在電機(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)中的一個(gè)不錯(cuò)選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，我們需要充分了解其特性和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，合理進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和布局，以確保芯片能夠穩(wěn)定、高效地工作。大家在使用 SGM42600 過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。