电机驱动芯片LMD18200原理及应用                                    哈尔滨工程大学萧萧创新工作室 [摘要] LMD18200是美国国家半导体公司(NS)推出的专用于直流电动机驱动的H桥组件。同一芯片上集成有CMOS控制电路和DMOS功率器件，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。LMD18200广泛应用于打印机、机器人和各种自动化控制领域。本文介绍了LMD18200芯片的结构、原理及其典型应用。 [关键词] LMD18200 MC68332 PWM 双极驱动 单极驱动 1 主要能l 峰值输出电流高达6A，连续输出电流达3A； 2 工作电压高达55V； 3 Low RDS(ON) typically 0.3W per switch； 4 TTL/CMOS兼容电平的输入； 5无 “shoot-through” 电流； 6 具有温度报警和过热与短路保护功能； 7 芯片结温达145℃，结温达170℃时，芯片关断； 8具有良好的抗干扰。 2典型应用 驱动直流电机、步机电机， 伺服机构系统位置与转速 ，应用于机器人控制系统， 应用于数字控制系统， 应用于电脑打印机与绘图仪。 3、 内部结构和引脚说明 LMD18200外形结构如图1所示，内部电路框图2如图所示。它有11个引脚,采用TO-220和双列直插式封装。 各引脚的功能如下： 引脚 名称 功能描述 1、11 桥臂1，2的自举输入电容连接端 在脚1与脚2、脚10与脚11之间应接入10uF的自举电容 2、10 H桥输出端 3 方向输入端 转向时，输出驱动电流方向见表1。该脚控制输出1与输出2（脚2、10）之间电流的方向，从而控制马达旋转的方向。 4 刹车输入端 刹车时，输出驱动电流方向见表1。通过该端将马达绕组短路而使其刹车。刹车时，将该脚置逻辑高电平，并将PWM信号输入端（脚5）置逻辑高电平，3脚的逻辑状态决定于短路马达所用的器件。3脚为逻辑高电平时，H桥中2个高端晶体管导通；3脚呈逻辑低电平时，H桥中2个低端晶体管导通。脚4置逻辑高电平、脚5置逻辑低电平时，H桥中所有晶体管关断，此时，每个输出端只有很小的偏流（1.5mA）。 5 PWM信号输入端 PWM信号与驱动电流方向的关系见表1。该端与3脚（方向输入）如何使用，决定于PWM信号类型。 6、7 电源正端与负端 8 电流取样输出端 提供电流取样信号，典型值为377 µA/A。 9 温度报警输出 温度报警输出，提供温度报警信号。芯片结温达145℃时，该端变为低电平；结温达170℃时，芯片关断。 表1 LMD18200逻辑真值表 PWM 转向 刹车 实际输出驱动电流 电机工作状态 H H L 流出1、流入2 正转 H L L 流入1、流出2 反转 L × L 流出1、流出2 停止 H H H 流出1、流出2 停止 H L H 流入1、流入2 停止 L X H NONE LMD18200工作原理：     内部集成了四个DMOS管，组成一个标准的H型驱动桥。通过充电泵电路为上桥臂的2个开关管提供栅极控制电压，充电泵电路由一个300kHz左右的工作频率。可在引脚1、11外接电容形成第二个充电泵电路，外接电容越大，向开关管栅极输入的电容充电速度越快，电压上升的时间越短，工作频率可以更高。引脚2、10接直流电机电枢，正转时电流的方向应该从引脚步到引脚10；反转时电流的方向应该从引脚10到引脚2。电流检测输出引脚8可以接一个对地电阻，通过电阻来输出过流情况。内部保护电路设置的过电流阈值为10A，当超过该值时会自动封锁输出，并周期的自动恢复输出。如果过电流持续时间较长，过热保护将关闭整个输出。过热信号还可通过引脚9输出，当结温达到145度时引脚9有输出信号。 4、 典型应用 LMD18200典型应用电路如图3所示。 LMD18200提供双极驱动方式和单极驱动方式。双极驱动是指在一个PWM周期里，电动机电枢的电压极呈正负变化。双极可逆系统虽然有低速运行平稳的优点，但也存在着电流波动大，功率损耗较大的缺点，尤其是必须增加死区来避免开关管直通的危险，限制了开关频率的提高，因此只用于中小功率直流电动机的控制。本文中将介绍单极可逆驱动方式。单极驱动方式是指在一个PWM周期内,电动机电枢只承受单极的电压。 该应用电路是Motorola 68332CPU与LMD18200接口例子，它们组成了一个单极驱动直流电机的闭环控制电路。在这个电路中，PWM控制信号是通过引脚5输入的，而转向信号则通过引脚3输入。根据PWM控制信号的占空比来决定直流电机的转速和转向。采用一个增量型光电编码器来反馈电动机的实际位置，输出AB两相，检测电机转速和位置，形成闭环位置反馈，从而达到精确控制电机。 5、 结束语 电动机的数字控制是电动机控制的发展趋势，用单片机对电动机进行控制是实现电动机数字控制的最常用的手段。使用专门的电机控制芯片LMD18200可以减轻单片机负担，工作更可靠。

[ 本帖最后由 萧萧 于 2006-12-31 05:07 PM 编辑 ]

电路图没看到，成本大概一片多少钱呢？

不好意思，本来上传得时候图片电路都有，传上去时就没了。 大家如果对使用这种芯片感兴趣的话，可以和我们联系，我的email   xxsmile_face@yahoo.com.cn     这种芯片在市场上很难买到原装的，而且很贵，大概在60-70多块每片，我们萧萧创新工作室可以给大家提供原装芯片，价格在50块钱左右，同时愿意为各大公司和个人设计各种电机驱动的电路模块及软件编程，希望能与我们联系

因邀上传相关图