MS4931三相无刷电机驱动的工作原理及应用

      无刷直流电机由电机行为主体和驱动器组成，是典型性的机电一体化产品。控制器由输出功率电子元器件和集成电路芯片等组成。驱动芯片在其中发挥着举足轻重的作用。
     随着对电机在各行各业应用的增多，对电机控制系统的要求也越来越高，电机驱动芯片的作用越来越明显。今天小编为大家分享杭州瑞盟MS4931三相无刷电机驱动的工作原理及应用。

      MS4931是瑞盟科技创新研发的一款三相无刷电机的预驱动芯片，最高工作电压可达 35V，能适用驱动宽范围的N沟功率MOSFET。芯片具有堵转保护，过温保护，以及同步整流等功能。内部同步整流可以使得芯片处于衰减期时通过打开合适的功率 管从而降低功耗。MS4931 提供使能,方向,刹车输入脚，用于控制电流，逻辑输入脚 FG1和FG2可用于测量电机转动情况. 芯片工作温度范围-40°C~105°C，采用 28 脚 QFN 封装。
      MS4931芯片采用一种直接的 PWM 驱动方式减小功耗，PWM 通过调整输出模块上臂管的关断来实现调节功能，电机的驱动强度由其占空比决定。 在正常的 PWM 关断之时，同步整流开始发挥作用，下臂管导通，相比 LDMOS 寄生的二极管续流 大大减小了热量的产生。
该芯片具有电流保护功能，过流保护电路用于限制输出电流的最大峰值，由 VREF 与 SENSE 脚的 Rsense 电阻决定(VREF=0.2， Rsense 为电流检测电阻)，公式为 Ilimit=0.2/Rsense。电路通过减小输出导通占空比来限制输出电流。 过流保护电路在检测 PWM 工作中在二极管中流过的反向电流时拥有一个 1.2u 左右的操作延时，从而防止限流电路工作异常。如果电机绕组的内阻或电感太小，在启动时（电机中没有反向电动势的 产生），电流将会快速变化。这个工作延时可能会导致限流在大于设定值时才发生。因此在设定限流 值时，有必要考虑延时引起的增加。 注意在限流电路中 PWM 频率，是由内置的振荡器决定，大概 50kHZ。
      MS4931包含有一个抑制保护电路，当电机正常运转但 HALL 信号长时间不变化时电路开始工作。 当 CLD 电路工作时所有输出上臂管全部关断。 时间由连接 CLD 脚的电容决定。设置时间=90×C(uF) 当一个 0.022uF 的电容接入时，保护时间约 2s。设置时间必须足够大，以满足电机的启动时间。
      MS4931具有低压保护保护功能。芯片通过结合一比较器使用带隙电压作基准进行比较，电路检测 5.6V 的 HBIAS 电压，当 BRAKEZ 为低且 HBIAS 电压低于 4.15V 时，所有输出晶体管将被关断。 为使 HBIAS 电压在 4.15V 附近不出现振荡，设置有 0.3V 的迟滞。因此，当 HBIAS 电压恢复到 3.2V 时，低压保护电路才会关闭，所有输出管恢复工作。
       MS4931还具有过温保护功能，当芯片结温超过 154°C 时，过温保护电路被激活，关断所有输出管。当温度恢复到迟滞温度 40°C 时，所有输出管恢复工作。 但是，由于过温保护仅仅在芯片结温超过设定值才会被激活，它并不能保证产品伴随这个电路就能免受破坏。
为了减少功耗，MS4931设有节电模式。在芯片处于STOP 态时，几乎所有电路都被关断，以减少功耗。当使用HALL偏置脚时，节电模式的电流消耗将近为 900uA。即使在节电模式，芯片仍然具有 5V 的稳定电压输出。并且，在节电模式下，芯片处于Short Brake态（低端管短接）。

      MS4931芯片具有很高的电源稳定性，芯片产生大的输出电流，并且采用一种开关驱动的方式，电源线势必会被轻易的干扰。为此，为保证电压稳定，需要在VBB和地之间接入一个足够大的电容。电容地端接到 GND上，尽可能的靠近管脚。如果不可能在pin脚上接入大电容，可在管脚附近接入 0.1uF 的陶瓷电容。如果在电源线上嵌入一个二极管以防止电源线反接，电源线更容易被干扰，就需要更大的电容。HBIAS 的稳定性。
      MS4931三相无刷电机驱动主要用于激光打印器、复印机、电动工具、大型家电、监控摄像头等领域。
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