无刷直流三相PWM电动机驱动器A3936及其应用

无刷直流电动机以其具备交流电动机结构简单、运行可靠、维护方便等优点，同时又具备直流电动机的效率高、调速性能好等诸多特点，而在工业控制、仪器仪表、航空航天等领域的应用日益广泛。A3936就是Allegro公司推出的新一代三相无刷直流电动机专用控制/驱动器芯片。

1 A3936的特点功能

1.1 主要特点

A3936是美国Allegro公司生产的新型DMOS三相PWM电机驱动器，它主要包括换相逻辑和功率驱动电路，可通过给定控制电压信号和方向控制逻辑信号来完成无刷直流电动机的调速和正反转控制。另外，A3936还具有内部欠压锁定、交叉电流保护、过热保护等功能，因而使用非常方便。此外，A3936 还具有±3A/50V的连续输出;并具有可编程的四种续流工作模式。包括slow模式、fast模式和2种mixed模式；同时可低功耗同步整流控制。A3936的输出电阻在拉电流时的典型值为0.55 Ω;灌电流时的典型值为0.35 Ω。A3936芯片内部带有欠压锁定、交叉电流保护和过热保护功能，并有睡眠及空闲模式，以及可制动功能和死区设置。

1.2 引脚介绍

A3936芯片采用44脚PLCC封装型式，其引脚排列如图1所示。

2 A3936的工作原理

2.1 通电控制规律

A3936内部具有全桥驱动的功率逻辑开关单元和位置传感器的信号处理单元，可用来控制电动机定子上各相绕组通电的顺序和时间。全桥驱动的功率逻辑开关单元可将电源的功率以一定的逻辑关系分配给电动机定子上的各相绕组，以使电动机产生持续不断的转矩。位置传感器的信号处理单元可将电动机转子的位置信号转换为电信号，以便为功率逻辑开关电路提供正确的换相信息，控制电动机定子绕组换相。同时，电动机的转向还受到38脚方向控制逻辑的控制。三者之间的逻辑关系如表1所列。

2.2 负载电流调节

负载电流可通过A3936内部的固定低电平(使用4MHz晶振时，典型值为24μs)PWM电路进行调节。当H桥正常工作时，电动机绕组电流上升，直到到达阈值为止，该阈值由下式决定：

达到阈值时，逻辑电路将关闭H桥，负载电流在感应电动势的作用下进行续流，其续流时的流通路径由slow/mixed续流模式和同步整流模式决定。2.3 续流控制模式

A3936的输入引脚PFD1和PFD2的电平信号决定了过流关断或PWM斩波时负载电流的不同续流模式。根据PFDl和PFD2电平信号的不同，A3936共有四种续流控制模式：slow模式、fast模式和两种mixed模式，不同的续流模式决定了不同的负载电流波形。PFD电平信号与续流模式之间的关系如表2所列。

2.4 同步整流模式

当A3936的SR引脚为高电平时，使能同步整流模式，此时负载电流按照控制逻辑选定续流模式进行续流。在续流期间，同步整流控制电路开通对应MOSFET管，以使得负载电流同时可以通过MOSFET管续流，从而降低续流时的导通电压，减小导通损耗。同时，该同步整流控制电路还考虑了死区保护，故可防止桥臂直通。

3 A3936的应用电路

A3936无刷直流电动机驱动集成电路由于其集成度高，外围元件少，使用起来非常简便。其外围电路连接图如图2所示。

电路连接后，便可设置续流控制模式和同步整流模式(也可不用)。之后，只需给出电动机旋转的方向(由38脚的控制逻辑决定)和旋转的速度(由10脚REF 的电压决定)，即可完成对电动机的控制。某型船载卫星电视接收系统的伺服