L6207 带PWM电流控制器的DMOS双全桥驱动器

特征

工作电源电压为8至52 V

5.6 A输出峰值电流（2.8 A DC）

RDS（开）0.3典型值。Tj值=25摄氏度

工作频率高达100 KHz

非耗散过电流保护

双独立恒定tOFF PWM电流

控制器

慢衰减同步整流

交叉传导保护

热关机

欠压锁定

集成快速自由转动二极管

应用

双极步进电机

双直流电机

说明

L6207设备是一个DMOS双全桥为电机控制应用设计，实现在BCD技术中CMOS双极型DMOS功率晶体管电路在同一芯片上。设备也一样包括两个独立的恒定关断时间PWM执行斩波的电流控制器法规。PowerDIP24（20+2+2）提供，PowerSO36和SO24（20+2+2）包L6207设备具有非耗散性高压侧电源过流保护MOSFET和热关机。

1.安装在多层FR4 PCB上，其底部的散热铜表面为6 cm2（厚度厚度为35μm）。

2.安装在多层FR4 PCB上，其顶部的散热铜表面为6 cm2（厚度为35μm）。

3.安装在多层FR4 PCB上，其顶部的散热铜表面为6 cm2（厚度为35μm），16个通孔和一个底层。

4.安装在多层FR4 PCB上，板上没有任何散热面。

电气特性

表5 电气特性（除非另有规定，否则环境温度=25°C，Vs=48 V）

表5 电气特性（除非另有规定，否则环境温度=25°C，Vs=48 V）（续）

1.在25°C的限制范围内进行测试，并通过特性验证。

2.见图3：开关特性定义。

3.对引脚感应施加1 V电压，对引脚VREF施加2 V至0 V的电压降。

4.见图4：过电流检测定时定义。

电路描述

功率级和充电泵

L6207器件集成了两个独立的功率MOS全桥。每个功率MOS具有RDS（ON）=0.3（25°C时的典型值），具有固有的快速续流二极管。十字架通过在开关关闭之间使用一个死区时间（td=1μs，典型值）实现传导保护在一个桥臂上接通两个功率MOS。使用N沟道功率MOS作为桥上晶体管需要栅极驱动电压高于电源电压。获得引导（VBOOT）电源通过一个内部振荡器和几个外部元件来实现电荷泵电路如图5所示。振荡器输出（VCP）是600 kHz（典型）的方波10 V振幅。显示了充电泵电路的建议值/零件号在表6中。

逻辑输入

引脚IN1A、IN2B、IN1B和IN2B是TTL/CMOS兼容的逻辑输入。内部结构如图6所示。开启和关闭阈值的典型值为Vth（开）=1.8 V，Vth（关）=1.3 V。引脚ENA和ENB具有相同的输入结构，但过流和热保护MOSFET（一个用于桥接器A，一个用于桥接器B） 也连接到这些引脚上。由于这些连接需要小心在驱动这些销的过程中。ENA和ENB输入可在以下两种配置之一中驱动：如图7或图8所示。如果由开路漏极（集电极）结构驱动，则上拉电阻器REN如图7所示连接电容器CEN。如果驱动器是一个标准的推挽结构，电阻器REN和电容器CEN的连接如图8所示。电阻器REN应选择在2.2 k到180 k的范围内。推荐nF和Cen6分别为100Cen6。有关选择的详细信息数值见第18页第7.1节：非耗散过电流保护。

PWM电流控制

L6207装置包括一个恒定的关断时间PWM电流控制器桥梁。电流控制电路通过感测电压降来感应电桥电流通过一个连接在两个低功率源之间的外部感应电阻MOS晶体管和接地，如图9所示。当负载中的电流增大感应电阻上的电压成比例增加。当电压下降时感测电阻变得大于参考输入端的电压（VREFA或检测比较器触发单稳态关断低侧MOS。这个低端MOS在单稳态和电机电流设定的时间内保持关闭在上部通道中再循环。当单稳态超时时，桥将再次开启。由于内部死区时间，用于防止桥内的交叉传导，延迟转弯对于功率MOS，有效关断时间是单稳态时间加上日期。

图10显示了输出电流、电压降的典型工作波形通过传感电阻，RC引脚电压和电桥的状态。立即在低侧功率MOS开启后，一个高峰值电流流过传感自由轮二极管反向恢复产生的电阻。L6207设备提供一个1s的消隐时间tBLANK，它抑制比较器的输出，从而使该电流峰值不能过早地重新触发单稳态。

图11显示了COFF和tOFF的值。是的根据方程式近似计算：

其中ROFF和COFF是外部组件值，tDT是内部生成的值死区时间：

这些值允许有足够的tOFF范围来实现大多数电机的驱动电路。为COFF选择的电容值也会影响插脚RCOFF。上升时间tRCRISE将是一个问题，如果电容器不是完全在下次触发单稳态之前充电。因此，在取决于电机和电源参数，必须大于允许范围通过PWM级实现良好的电流调节。而且，准时制不可能小于最小接通时间tON（MIN）

图12显示了具有良好PWM电流的接通时间tON的下限调节能力。不得不说，tON总是大于tON（MIN），因为设备强制要求这种条件，但它可以小于tRCRISE-tDT。在最后一个例子中设备继续工作，但关闭时间tOFF不是更恒定的。因此，较小的COFF值为应用程序提供了更大的灵活性（允许更小的时间和，因此，开关频率越高），但是COFF的值越小，就越多影响电路性能的因素是噪声。

慢衰减模式

图13显示了网桥在慢衰减模式下的操作。在比赛开始时随着时间的推移，低功率MOS被关闭，电流在上半部分循环在桥上。由于线圈上的电压很低，电流衰减很慢。在死区时间上层功率MOS在同步整流模式下工作。单稳态超时，低功率MOS在经过设定的延迟后再次开启防止交叉传导的死区时间。

无耗散过流保护

L6207装置集成了一个“过电流检测”电路（OCD）。这个电路提供防止对地短路或电桥两相之间短路。用这个内部过电流检测，通常使用的外部电流检测电阻器及其消除了相关的功耗。图14显示了过电流检测电路。为了实现过电流检测，一种传感元件，它提供一个小而精确的每个高边功率MOS实现了输出电流的一部分。从这以后电流是输出电流的一小部分，几乎没有额外的功率消散。该电流与内部参考电流IREF进行比较。当一个电桥的输出电流达到检测阈值（通常为5.6 A），相对OCD比较器发出故障信号。当检测到故障情况时，EN引脚为通过内部开漏金属氧化物半导体（MOS）拉到关断阈值以下（典型值为1.3 V）4毫安的下降能力。通过在EN引脚上使用外部R-C恢复正常操作可以很容易地编程，手段是逻辑输入的阈值。

图15显示了过电流检测操作。禁用时间t禁用之前恢复正常操作可以很容易地编程，手段是逻辑输入的阈值。它是否受岑、仁值及其影响震级如图16所示。关闭网桥之前的延迟时间检测到过电流仅取决于CEN值。其震级见图17。CEN还用于为引脚EN提供抗快速瞬态噪声的抗扰度。因此，应根据最大值选择尽可能大的CEN值可容忍的延迟时间和REN值应根据需要的禁用来选择时间。电阻器REN应选择在2.2 K到180 K的范围内。推荐REN和CEN的值分别为100 K 和5.6 nF，允许获得200μs禁用时间。

热防护

除了过电流保护，L6207装置还集成了热保护防止结温过高时器件损坏。它能感应通过集成在模具中的敏感元件来确定模具温度。设备当结温达到165°C（典型。值），15°C滞后（典型。值）。

申请信息

使用L6207设备的典型应用如图18所示。典型部件应用程序的值如表8所示。高品质陶瓷电容器应在电源插脚（VSA和VSB）与附近地面之间放置100至200 nFL6207装置改善了对电源的高频滤波，降低了对电源的干扰开关产生的高频瞬态。电容器从ENA和ENB输入接地设置桥接器A和桥接器B的关闭时间分别在检测到过电流时（见第7.1节：非耗散过电流保护（第18页）。两个电流感应输入（SENSEA和SENSEB）应为连接到感测电阻上，在布局中迹线长度尽可能短。这个感测电阻器应为无感电阻器，以尽量减少通过电阻器。为了提高抗扰度，最好使用未使用的逻辑引脚（ENA和ENB除外）连接到5V（高逻辑电平）或GND（低逻辑电平）（见表4：on引脚说明第6页）。建议在PCB上保持电源接地和信号接地分开。

输出电流能力与集成电路功耗

图19和图20显示了输出电流之间的近似关系而IC功耗采用PWM电流控制驱动两个负载，针对两个不同的负载

驾驶类型：一次打开一个完整的桥架（图19），一次只有一个负载通电。同时开启两座全桥（图20），其中两座桥同时承受两个荷载通电。对于给定的输出电流和驱动类型，集成电路可以很容易地消耗功率评估，以确定应使用哪个包以及该包的大小板载铜散热区，以保证安全的工作结温（最高125°C）。

热管理

在大多数应用中，集成电路的功耗是设置最大值的主要因素在安全操作条件下，设备能够提供的电流。因此，它必须要仔细考虑。除了PCB上的可用空间，右边选择封装时应考虑功耗。可以实现散热在适当面积和厚度的PCB上使用铜。图22、23和24显示了PowerSO36、PowerDIP24和SO24的结至环境热阻值包装。例如，在1.5毫米的铜片上焊接一个铜片的PowerSO封装具有6 cm2散热面积的FR4板（铜厚度为35μm）Rth j-amb约为35°C/W。图21显示了该包装的安装方法。使用在一个接地板上有通孔的多层板，热阻抗可以降低到15°C/W。