無刷直流三相PWM電動機驅動器A3936及其應用

無刷直流電動機以其具備交流電動機結構簡單、運行可靠、維護方便等優點，同時又具備直流電動機的效率高、調速性能好等諸多特點，而在工業控制、儀器儀表、航空航天等領域的應用日益廣泛。A3936就是Allegro公司推出的新一代三相無刷直流電動機專用控制/驅動器芯片。

1 A3936的特點功能

1.1 主要特點

A3936是美國Allegro公司生產的新型DMOS三相PWM電機驅動器，它主要包括換相邏輯和功率驅動電路，可通過給定控制電壓信號和方向控制邏輯信號來完成無刷直流電動機的調速和正反轉控制。另外，A3936還具有內部欠壓鎖定、交叉電流保護、過熱保護等功能，因而使用非常方便。此外，A3936 還具有±3A/50V的連續輸出;并具有可編程的四種續流工作模式。包括slow模式、fast模式和2種mixed模式；同時可低功耗同步整流控制。A3936的輸出電阻在拉電流時的典型值為0.55 Ω;灌電流時的典型值為0.35 Ω。A3936芯片內部帶有欠壓鎖定、交叉電流保護和過熱保護功能，并有睡眠及空閑模式，以及可制動功能和死區設置。

1.2 引腳介紹

A3936芯片采用44腳PLCC封裝型式，其引腳排列如圖1所示。

2 A3936的工作原理

2.1 通電控制規律

A3936內部具有全橋驅動的功率邏輯開關單元和位置傳感器的信號處理單元，可用來控制電動機定子上各相繞組通電的順序和時間。全橋驅動的功率邏輯開關單元可將電源的功率以一定的邏輯關系分配給電動機定子上的各相繞組，以使電動機產生持續不斷的轉矩。位置傳感器的信號處理單元可將電動機轉子的位置信號轉換為電信號，以便為功率邏輯開關電路提供正確的換相信息，控制電動機定子繞組換相。同時，電動機的轉向還受到38腳方向控制邏輯的控制。三者之間的邏輯關系如表1所列。

2.2 負載電流調節

負載電流可通過A3936內部的固定低電平(使用4MHz晶振時，典型值為24μs)PWM電路進行調節。當H橋正常工作時，電動機繞組電流上升，直到到達閾值為止，該閾值由下式決定：

達到閾值時，邏輯電路將關閉H橋，負載電流在感應電動勢的作用下進行續流，其續流時的流通路徑由slow/mixed續流模式和同步整流模式決定。2.3 續流控制模式

A3936的輸入引腳PFD1和PFD2的電平信號決定了過流關斷或PWM斬波時負載電流的不同續流模式。根據PFDl和PFD2電平信號的不同，A3936共有四種續流控制模式：slow模式、fast模式和兩種mixed模式，不同的續流模式決定了不同的負載電流波形。PFD電平信號與續流模式之間的關系如表2所列。

2.4 同步整流模式

當A3936的SR引腳為高電平時，使能同步整流模式，此時負載電流按照控制邏輯選定續流模式進行續流。在續流期間，同步整流控制電路開通對應MOSFET管，以使得負載電流同時可以通過MOSFET管續流，從而降低續流時的導通電壓，減小導通損耗。同時，該同步整流控制電路還考慮了死區保護，故可防止橋臂直通。

3 A3936的應用電路

A3936無刷直流電動機驅動集成電路由于其集成度高，外圍元件少，使用起來非常簡便。其外圍電路連接圖如圖2所示。

電路連接后，便可設置續流控制模式和同步整流模式(也可不用)。之后，只需給出電動機旋轉的方向(由38腳的控制邏輯決定)和旋轉的速度(由10腳REF 的電壓決定)，即可完成對電動機的控制。某型船載衛星電視接收系統的伺服