基于SGM42507芯片的電機驅(qū)動電路設計

開發(fā)過電子項目的工程師，對電機驅(qū)動和調(diào)速的電路，應該都不陌生吧。無論你是開發(fā)智能垃圾桶項目，還是電動噴霧器項目，里面都有一個小的直流電機。

要想電機轉(zhuǎn)動，工程師必須設計出適合它功率的驅(qū)動電路，比如在進行玩具車開發(fā)的時候，一個基本的功能是實現(xiàn)左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎、前進和倒退。這些功能的實現(xiàn)，在電路中都是靠電機的驅(qū)動來完成的。

問題是，如何設計電機的驅(qū)動電路呢？

01 SGM42507芯片

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

SGM42507芯片

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

如果是電池供電的項目，如自動感應垃圾桶，SGM42507芯片的待機電流，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間超過105ms即可。

02 電機驅(qū)動電路

既然SGM42507芯片可以直接驅(qū)動小功率的電機，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，就會發(fā)現(xiàn)

SGM42507芯片的電機驅(qū)動電路

電機的兩端，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，同時也是電機的工作電壓。

由于最大值只能為7.5V，所以應用最多的場合是在5V和3.3V。

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

SGM42507芯片的電機正反轉(zhuǎn)驅(qū)動

只是，這個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，如果維持的時間超過了105ms，芯片就會進入待機模式，也就是低功耗模式，所有的功能都被休眠了，都失效了。

03 電機調(diào)速電路

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

對于SGM42507芯片，它可以實現(xiàn)電機的轉(zhuǎn)動方向控制功能，也可以實現(xiàn)電機的轉(zhuǎn)動速度控制功能。

SGM42507芯片的調(diào)速電路

小伙伴可能會問芯片哥，怎么電機的正反轉(zhuǎn)驅(qū)動電路和調(diào)速電路，這兩個電路是一樣的?。?/p>

對，沒錯，它們在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。電機的正反轉(zhuǎn)驅(qū)動，主要用的是芯片PH引腳的高低電平。

而電機的調(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引腳是電機調(diào)速功能，PH引腳是電機方向控制功能。把PH引腳設置為高電平，也就實現(xiàn)了電機正轉(zhuǎn)，與此同時，軟件層面上設置EN引腳為一個PWM信號。

比如PWM信號的頻率1KHz，占空比可以設為10%、20%、30%、80%、90%等等。不同的占空比，芯片驅(qū)動的電機轉(zhuǎn)動的速度就不同。

占空比越大，轉(zhuǎn)速越快。

從這個意義上講，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信號的輸入引腳，控制電機的轉(zhuǎn)速。

通過SGM42507芯片的驅(qū)動電路，就可以把電機的調(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

有沒有發(fā)現(xiàn)，芯片的EN引腳，它還有一個功能FAULT？

FAULT功能是一個診斷功能，當在工作的時候，出現(xiàn)過流、欠壓和過溫的現(xiàn)象，芯片自身就會啟動診斷保護功能，會通過FAULT引腳向外輸出一個低電平，發(fā)出一個警告信號。

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

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

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

審核編輯：黃飛

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