基于SGM42507芯片的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

開發(fā)過電子項(xiàng)目的工程師，對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和調(diào)速的電路，應(yīng)該都不陌生吧。無論你是開發(fā)智能垃圾桶項(xiàng)目，還是電動(dòng)噴霧器項(xiàng)目，里面都有一個(gè)小的直流電機(jī)。

要想電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，工程師必須設(shè)計(jì)出適合它功率的驅(qū)動(dòng)電路，比如在進(jìn)行玩具車開發(fā)的時(shí)候，一個(gè)基本的功能是實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎、前進(jìn)和倒退。這些功能的實(shí)現(xiàn)，在電路中都是靠電機(jī)的驅(qū)動(dòng)來完成的。

問題是，如何設(shè)計(jì)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路呢？

01 SGM42507芯片

SGM42507芯片，它是一個(gè)可以用來直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的芯片，內(nèi)部集成了H橋電路的4個(gè)MOS管，省去了外置的MOS管。

SGM42507芯片

它是一個(gè)SOT23-6封裝，是一個(gè)小封裝，只適合小功率的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，最大支持的工作電壓為7.5V，驅(qū)動(dòng)的電流最大也只能為1.5A。

如果是電池供電的項(xiàng)目，如自動(dòng)感應(yīng)垃圾桶，SGM42507芯片的待機(jī)電流，可以做到1.3uA。只需要控制芯片的EN引腳，把它置為低電平的時(shí)間超過105ms即可。

02 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

既然SGM42507芯片可以直接驅(qū)動(dòng)小功率的電機(jī)，那它的具體電路是怎樣的呢？芯片哥查看一下它的數(shù)據(jù)手冊(cè)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)

SGM42507芯片的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

電機(jī)的兩端，分別連接在芯片的OUTA引腳和OUTB引腳。VCC引腳的電壓，既是芯片的電源電壓，同時(shí)也是電機(jī)的工作電壓。

由于最大值只能為7.5V，所以應(yīng)用最多的場(chǎng)合是在5V和3.3V。

控制PH引腳的電平電壓，就能驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。PH引腳為高電平，電機(jī)正轉(zhuǎn)；PH引腳為低電平，電機(jī)反轉(zhuǎn)；

SGM42507芯片的電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)

只是，這個(gè)邏輯有效的前提是芯片的EN/FAULT引腳必須維持在高電平的時(shí)候。EN引腳為高電平，芯片得到使能，才能正常工作；EN引腳為低電平，如果維持的時(shí)間超過了105ms，芯片就會(huì)進(jìn)入待機(jī)模式，也就是低功耗模式，所有的功能都被休眠了，都失效了。

03 電機(jī)調(diào)速電路

電機(jī)，除了轉(zhuǎn)動(dòng)的方向可調(diào)之外，還得需要轉(zhuǎn)動(dòng)的速度也要可調(diào)，這樣適合的項(xiàng)目方案就會(huì)大大增加。

對(duì)于SGM42507芯片，它可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制功能，也可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度控制功能。

SGM42507芯片的調(diào)速電路

小伙伴可能會(huì)問芯片哥，怎么電機(jī)的正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路和調(diào)速電路，這兩個(gè)電路是一樣的??？

對(duì)，沒錯(cuò)，它們?cè)?a href="http://www.wenjunhu.com/v/tag/1751/" target="_blank">硬件電路上是一樣的，但在軟件代碼開發(fā)方面，就不一樣了。電機(jī)的正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，主要用的是芯片PH引腳的高低電平。

而電機(jī)的調(diào)速功能，主要用的就是芯片EN引腳的高低電平了。

在軟件開發(fā)上，工程師可以定義EN引腳是電機(jī)調(diào)速功能，PH引腳是電機(jī)方向控制功能。把PH引腳設(shè)置為高電平，也就實(shí)現(xiàn)了電機(jī)正轉(zhuǎn)，與此同時(shí)，軟件層面上設(shè)置EN引腳為一個(gè)PWM信號(hào)。

比如PWM信號(hào)的頻率1KHz，占空比可以設(shè)為10%、20%、30%、80%、90%等等。不同的占空比，芯片驅(qū)動(dòng)的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度就不同。

占空比越大，轉(zhuǎn)速越快。

從這個(gè)意義上講，EN引腳既可以作為芯片的使能引腳，控制它的工作狀態(tài)；也可以作為PWM信號(hào)的輸入引腳，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

通過SGM42507芯片的驅(qū)動(dòng)電路，就可以把電機(jī)的調(diào)速功能，轉(zhuǎn)換成了工程師熟悉的PWM調(diào)速功能了。

03 方案優(yōu)缺點(diǎn)

有沒有發(fā)現(xiàn)，芯片的EN引腳，它還有一個(gè)功能FAULT？

FAULT功能是一個(gè)診斷功能，當(dāng)在工作的時(shí)候，出現(xiàn)過流、欠壓和過溫的現(xiàn)象，芯片自身就會(huì)啟動(dòng)診斷保護(hù)功能，會(huì)通過FAULT引腳向外輸出一個(gè)低電平，發(fā)出一個(gè)警告信號(hào)。

其中過流，可以設(shè)置三個(gè)檔位，0.45A/0.9A/1.5A；欠壓也可設(shè)置三個(gè)檔位，1.75V/2.8V/3.6V；過溫，它的閾值為165℃。

選用SGM42507芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)，優(yōu)勢(shì)是不需要外圍的4個(gè)MOS管，直接用芯片的OUTA引腳和OUTB引腳驅(qū)動(dòng)電機(jī)，不僅能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，還能實(shí)現(xiàn)調(diào)速功能，電路簡(jiǎn)單可靠。

缺點(diǎn)是，由于電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路都集成在了芯片內(nèi)部，而且封裝還是一個(gè)小尺寸的類型SOT23-6，限制了它的工作電壓電流和功率，只適合5V1.5A左右的項(xiàng)目。

審核編輯：黃飛

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