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
1、 主要性能
l 峰值输出电流高达6A，连续输出电流达3A； l 工作电压高达55V；
l Low RDS(ON) typically 0.3W per switch； l TTL/CMOS兼容电平的输入； l 无 “shoot-through” 电流；
l 具有温度报警和过热与短路保护功能；
l 芯片结温达145℃，结温达170℃时，芯片关断； l 具有良好的抗干扰性。
2、 典型应用
l 驱动直流电机、步机电机 l 伺服机构系统位置与转速 l 应用于机器人控制系统 l 应用于数字控制系统 l 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 在脚1与脚2、脚10与脚11之间应接入10uF的自举电容 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。 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）。 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。 提供电流取样信号，典型值为377 µA/A。 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。 1桥臂1，2的自举输入电、11 容连接端 2H桥输出端 、10 3 方向输入端 4 刹车输入端 5 6、7 8 9 PWM信号输入端 电源正端与负端 电流取样输出端 温度报警输出 表1 LMD18200逻辑真值表 PWM H H L H H L 向 H L × H L X 转车 L L L H H H 刹实际输出驱动电流 态 流出1、流入2 流入1、流出2 流出1、流出2 流出1、流出2 流入1、流入2 NONE 电机工作状正转 反转 停止 停止 停止 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，并周期性的自动恢复输出。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提供双极性驱动方式和单极性驱动方式。双极性驱动是指在一个PWM周期里，电动机电枢的电压极性呈正负变化。双极性可逆系统虽然有低速运行平稳性的优点，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，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。本文中将介绍单极性可逆驱动方式。单极性驱动方式是指在一个PWM周期内,电动机电枢只承受单极性的电压。
该应用电路是Motorola 68332CPU与LMD18200接口例子，它们组成了一个单极性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。
直流电机功率驱动芯片SA60
随着功率电子技术的飞速发展,直流电机的功率驱动集成电路也越来越多,它们具有效率高、输出电流大、需要外接的元件少等特点。
SA60 是美国Apex 公司推出的面向中小型直流电机的全桥功率输出电路。既具有在外接少量元件的情况下实现电机的功率驱动、控制以及提供保护等功能的共性,又具有各自特色。下面就其引脚、功能特点及其典型应用作一个介绍。
SA60 的性能参数及应用范围
SA60 的是一个PWM 型功率输出芯片, 电路提供给电机的电源电压最大可达到80V , 能连续向负载提供10A 的电流。最大模拟输入电压5V , PWM载波频率可以到250kHz , 而效率可以高达97 %, 该芯片还可以外接一个可兼容的TTL 型的PWM 的信号来同步四象限模式的幅值和方向。SA60 主要应用在驱动中小型直流电机,D 类功率放大,轴承激励等场合。
引脚及其功能
外形
SA60 和LMD18245 的外形封装如图1。
内部电路框及各引脚功能
SA60 各引脚功能
SA60 的内部结构框如图2 所示。电路共有12个引脚,其中10、7 两脚分别是H 桥和PWM 及桥的驱动级电源端; 9、11 为功率信号输出端, 其输出波形与输入信号的关系是:9 脚输出PWM 信号的占空比随输入信号电压的增加而增大,11 脚却反之; 1、6脚为接地端, 前者是模拟接地端, 后者是功率接地端;8、12 端可以直接接功率地, 也可以通过一个电阻接地,作为限流感用,该端的电压最大值为±2V ;2、4 两端分别是模拟和数字控制信号的输入端。
芯片的应用实例
虽然这两个芯片都是开关式全桥功率驱动电路,由于内部结构的不同,工作方式也不尽相同,所以在作为电机控制电路时,电路的工作方式也各有特点。图4 是SA60 驱动直流电动机时的典型接线图,在该图中芯片被联接成模拟输入方式, 在数字输入端(2 脚) 与模拟地之间联接一个电容器CT ,改变它的大小,可以调整PWM 载波的频率在22～250kHz之间变化的。
应用时的注意事项
在实际使用这种芯片时必须注意如下几个事项。一是在电源端和功率地端必须接旁路电容,否则由于电机电流跳变或换向引起的尖峰电压和浪涌电流会使芯片损 坏。具体的做法是在芯片的电源端并联一个1μF 的高频陶瓷电容和一个100μF 的铝电解电容,并注意联接线要尽量的短。二是在布线时注意将模拟地和功率地严格分开,注意控制信号输入线和功率信号输出线保持距离,以免反馈、干扰。
小结
这款功率输出芯片都具有输出电流大、工作效率高、电路设计简便、体积小巧、性能稳定等特点。所以它的应用范围远不止上述所谈到的几种, 就SA60 以及它的同系列产品SA50 、51 芯片来说,作为D 类音频功率输出电路已有应用,这类功率输出装置功率之高是传统模拟音频功率输出级所望尘莫及。