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TB67S508FTG电机驱动QFN36封装方案设计

项目分类:通用机械零部件 发布时间:2021-11-27 ID:407891
  • TB67S508FTG电机驱动QFN36封装方案设计
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  在小型自动化执行机构、桌面级数控设备、智能传动模组这类对安装空间有严格限制的应用场景里,电机驱动单元的集成度直接决定了整机的布局冗余度,TB67S508FTG对应的QFN36封装驱动方案,正是针对这类紧凑空间下的直流有刷电机驱动需求完成的设计落地。从实际应用端来看,这类驱动方案常被嵌入到小型传送带模组、精密点胶平台轴驱动、智能阀门执行器、桌面型机械臂关节驱动等场景中,适配10-35V直流供电区间,最大持续输出电流可达2.8A,能够覆盖绝大多数中小功率直流有刷电机的驱动需求,不需要额外外置大体积的功率放大电路,就能实现电机的正反转、调速、待机休眠等核心功能。

  整个方案的设计思路围绕高集成度、低外围器件数量展开,芯片采用QFN36的贴片封装,本身的散热焊盘直接贴合PCB表层铺铜,配合合理的过孔阵列就能满足满负载运行下的散热要求,不需要额外加装散热片,进一步压缩了驱动板的整体占用空间。电路设计上,供电输入端采用100uF/50v电解电容搭配0.1uF陶瓷电容的组合,分别应对低频纹波抑制和高频干扰滤除,靠近芯片VCC引脚放置的0.1uF电容,能够最大限度缩短高频电流回路,降低电源轨的尖峰干扰,避免驱动信号出现误触发。

  参考电压设置部分采用R1、R2串联分压的结构,总电阻控制在10-30kΩ区间,通过调整两个电阻的比值,可以在0.6V到3.6V的VREF区间内灵活设置输出电流阈值,对应0.5A到3.0A的输出电流上限,设计人员可以根据实际搭载的电机额定电流调整分压比,既能够保证电机正常运行时的电流供给,也能在堵转等异常工况下触发芯片内部的过流保护,避免电机绕组或者驱动芯片因为过流烧毁。控制信号接口部分,预留了CW/CCW正反转控制、CLK脉冲调速、ENABLE使能、DMODE模式选择等引脚,支持待机、正转、反转、脉冲调速四种工作模式,最高支持100kHz的脉冲输入信号,能够满足高精度调速场景下的响应速度要求,R3作为信号输入端的限流电阻,能够抑制端口的浪涌电流,保护芯片内部的逻辑单元不受静电或者接线误操作的损坏。

  安装边界上,QFN36封装的引脚间距为0.5mm,封装本体尺寸为5mm×5mm,整个驱动电路的核心器件布局可以压缩在20mm×15mm的PCB区域内,外围仅需要少量阻容元件就能完成全部功能搭建,对于安装空间局促的嵌入式设备来说,能够大幅降低结构设计的避让难度。布线过程中需要注意功率回路与信号回路的分区铺地,大电流的电机输出走线需要保证足够的铜厚与线宽,信号走线远离功率输出路径,避免大电流切换时的电磁干扰耦合到控制信号端,芯片底部的散热焊盘需要可靠焊接到PCB的地平面上,通过地平面的铜皮辅助散热,保证长时间满负载运行时芯片结温处于安全区间。

  实际选型适配时,需要根据搭载电机的额定工作电压、额定电流匹配对应的VREF分压参数,供电电压不能超过芯片的35V耐压上限,电机启动时的峰值电流不能超过芯片的最大电流耐受值,对于频繁正反转、快速启停的应用场景,可以适当加大输入电解电容的容量,吸收电机回馈的能量,避免电源电压出现异常抬升。整个方案的外围器件全部采用常规通用型号,不需要特殊定制元件,量产时的物料采购与贴片加工都具备较高的便利性,能够有效缩短相关传动类产品的开发周期,降低驱动部分的设计验证成本。

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