A5988：高性能四通道DMOS全橋PWM電機驅(qū)動器

在電機驅(qū)動領(lǐng)域，一款性能卓越的驅(qū)動器對于系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和高效性能至關(guān)重要。今天，我們就來深入了解一下Allegro MicroSystems推出的A5988四通道DMOS全橋PWM電機驅(qū)動器。

文件下載：APEK5988GEV-01-T-DK.pdf

一、特性與優(yōu)勢

A5988具有眾多令人矚目的特性和優(yōu)勢，使其在電機驅(qū)動市場中脫穎而出。

• 高電壓與大電流輸出：輸出額定電壓高達40V，每個全橋輸出電流可達1.6A，能夠滿足多種電機的驅(qū)動需求，無論是步進電機還是直流電機。
• 多電機驅(qū)動能力：可驅(qū)動多達兩個步進電機或四個直流電機，為復(fù)雜的電機控制系統(tǒng)提供了強大的支持。
• 邏輯兼容性：支持3.3V和5V邏輯電平，方便與各種微控制器和邏輯電路接口。
• 同步整流：內(nèi)部同步整流控制電路可有效降低PWM操作期間的功耗，提高系統(tǒng)效率。
• 完善的保護功能：具備熱關(guān)斷、欠壓鎖定（UVLO）、交叉電流保護和過流保護等多種保護機制，確保驅(qū)動器在各種惡劣條件下穩(wěn)定運行。
• 低功耗睡眠模式：在不使用時，可將驅(qū)動器置于睡眠模式，大幅降低功耗。
• 緊湊封裝：提供EV（6mm×6mm，36引腳QFN）和JP（7mm×7mm，48引腳LQFP）兩種封裝，且均帶有外露散熱焊盤，有助于提高散熱性能。

二、技術(shù)細節(jié)

（一）電流控制

A5988采用固定關(guān)斷時間脈沖寬度調(diào)制（PWM）電流調(diào)節(jié)器，結(jié)合2位非線性DAC，可實現(xiàn)步進電機的全步、半步和四分之一步控制，以及直流電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和滑行模式控制。PWM電流調(diào)節(jié)器采用Allegro?專利的混合衰減模式，有效降低電機噪音，提高步進精度，并減少功耗。

每個全橋的峰值電流由外部電流檢測電阻 (R{S x}) 和參考電壓 (V{REFx}) 設(shè)定，最大電流限制值可通過以下公式近似計算： [I{TripMax }=V{R E F} /left(3 × R_{S}right)]

實際電流 (I{Trip }) 為最大電流 (I{TripMax }) 的百分比，計算公式為： [I{Trip }=left(% I{TripMax } / 100right) × I_{TripMax }]

（二）同步整流

當PWM關(guān)斷周期觸發(fā)時，負載電流會進行再循環(huán)。A5988的同步整流功能會在電流衰減期間開啟相應(yīng)的MOSFET，以低 (R_{DS (on) }) 驅(qū)動器有效短路體二極管，顯著降低功耗。當檢測到零電流時，同步整流關(guān)閉，防止負載電流反轉(zhuǎn)。

（三）混合衰減操作

橋梁采用混合衰減模式運行。當達到跳閘點時，設(shè)備在固定關(guān)斷時間的30.1%內(nèi)進入快速衰減模式，之后切換到慢速衰減模式。在快速衰減到慢速衰減的過渡期間，驅(qū)動器會強制關(guān)閉約600ns，以防止橋路出現(xiàn)直通現(xiàn)象。

（四）睡眠模式

為了在不使用時最小化功耗，可將SLEEPn引腳拉低，使A5988進入睡眠模式。睡眠模式會禁用大部分內(nèi)部電路，包括電荷泵。

（五）過流保護

過流監(jiān)測器可保護A5988免受輸出短路的損壞。一旦檢測到短路，A5988會鎖存故障并禁用輸出。鎖存的故障只能通過對VBB進行電源循環(huán)或?qū)⒃O(shè)備置于睡眠模式來清除。

三、應(yīng)用信息

（一）電機配置

對于需要步進/直流電機驅(qū)動器或雙直流電機驅(qū)動器的應(yīng)用，Allegro還提供了A5989和A5995。這些設(shè)備與A5988采用相同的36引腳QFN封裝，直流電機驅(qū)動器能夠在40V下提供3.2A的電流。

（二）直流電機控制

A5988的四個全橋均具有獨立的PWM電流控制電路，可驅(qū)動多達四個直流電機，每個電機的電流可達1.2A。通過將I0x和I1x引腳連接在一起，可創(chuàng)建等效的ENABLE功能，最大電流由相應(yīng)VREF引腳的電壓定義。直流電機可通過該使能信號或相應(yīng)的PHASE引腳的PWM信號進行驅(qū)動，實現(xiàn)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和滑行控制。

（三）布局與接地

• PCB布局：印刷電路板應(yīng)使用厚重的接地平面，A5988必須直接焊接到電路板上，其底部的外露焊盤應(yīng)直接焊接到PCB的外露表面，并使用熱過孔將熱量傳遞到PCB的其他層。
• 接地：為了最小化接地反彈和偏移問題的影響，應(yīng)在靠近設(shè)備的位置設(shè)置低阻抗單點接地（星型接地）。將外露散熱焊盤與A5988正下方的接地平面直接連接，該區(qū)域即為理想的星型接地點。

（四）感測引腳

感測電阻 (RSx) 應(yīng)具有非常低的阻抗接地路徑，以確保電流檢測比較器能夠準確測量繞組電流。SENSEx引腳應(yīng)與 (RSx) 電阻有非常短的走線，并直接連接到設(shè)備下方的星型接地。同時，選擇感測電阻值時，要確保不超過SENSEx引腳的最大電壓±500mV。

四、引腳說明

注：GND、PGND和散熱焊盤必須在設(shè)備下方外部連接在一起。

五、總結(jié)

A5988是一款功能強大、性能卓越的四通道DMOS全橋PWM電機驅(qū)動器，具有高電壓、大電流輸出，多電機驅(qū)動能力，完善的保護功能和低功耗睡眠模式等特點。在實際應(yīng)用中，合理的布局和接地設(shè)計對于發(fā)揮其性能至關(guān)重要。電子工程師在設(shè)計電機驅(qū)動系統(tǒng)時，可以充分考慮A5988的優(yōu)勢，以實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的電機控制。

大家在使用A5988的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。