三相无刷电机驱动MS8828参数与应用
ms8828描述
ms8828 为一款三相无刷电机的驱动芯片，最高工作电压可达35v，最大驱动电流 1.5a。
芯片采用 pwm 脉冲驱动的方式来减少输出功耗，通过调节外部信号的占空比来调节电机的转速；芯片内置锁存型保护电路，可以在电机正常运转但 hall 信号输入异常时起到保护芯片的作用。
主要特点
imax=1.5a
低输出阻抗上臂桥 0.6ω，下臂桥 0.5ω
使用直接 pwm 输入进行速度控制和同步整流
1-hall fg 输出
锁存型 csd 保护电路
正、反转工作模式，可切换
stop 模式下的节电功能
过温、过流保护以及低电压保护
5v 稳压输出
star/stop 电路
当电机关闭时进入“急刹车(short brake)”
应用
激光打印器
复印机
专用打印机
大型家电
监控摄像头
封装图
管脚图
管脚说明图
内部框图
电气参数
电气特性
功能描述
驱动模块
芯片采用一种直接的 pwm 驱动方式减小功耗，pwm 通过调整输出模块上臂管的关断来实现调节功能，电机的驱动强度由其占空比决定。
在正常的 pwm 关断之时，同步整流开始发挥作用，下臂管导通，相比 ldmos 寄生的二极管续流大大减小了热量的产生。
过流保护
过流保护电路用于限制输出电流的最大峰值，由 vrf/rf 决定（vrf=0.21（典型），rf 为电流检测电阻）。电路通过减小输出导通占空比来限制输出电流。
过流保护电路在检测 pwm 工作中在二极管中流过的反向电流时拥有一个 700ns 左右的操作延时，从而防止限流电路工作异常。如果电机绕组的内阻或电感太小，在启动时（电机中没有反向电动势的产生），电流将会快速变化。这个工作延时可能会导致限流在大于设定值时才发生。因此在设定限流值时有必要考虑延时引起的增加。
注意在限流电路中 pwm 频率，是由内置的振荡器决定，大概 50khz。
速度控制方法
脉冲从 pwmin 管脚输入，可以通过调节 pwm 波的占空比来调节电机速度
pwm 为 0 时为 on 态，
pwm 为 1 时为 off 态。
如果有必要使用反向逻辑，可以加入一额外的 npn 管。当 pwmin 持续高电平，芯片会判定占空比为 0，会导致 csd 电路计数重置并且 hb 脚的输出为 0.
csd 保护电路
ms8828 包含一个抑制保护电路，当电机正常运转但 hall 信号长时间不变化时，电路开始工作。
当 csd 电路工作时，所有输出上臂管全部关断。
时间由连接 csd 脚的电容决定。设置时间=90×c(uf)当一个 0.022uf 的电容接入时，保护时间约 2s。设置时间必须足够大，以满足电机的启动时间。
计数被重置的条件：
ss 端为高——>保护释放并重新计数（重置初始态）
f/r 正反转调节——>保护释放并重新计数
0%占空比 pwm 波被检测——>保护释放并重新计数
低压条件被检测——>保护释放并重新计数（重置初始态）
tsd 条件被检测——>停止计数
当 csd 脚接地，逻辑电路将进入初始态，防止速度控制的发生。当不需要使用 csd 保护功能时，将一大小近 220kω和 4700pf 的电容并联对地。
低压保护
ms8828 通过结合一比较器使用带隙电压作基准进行比较，电路检测 5v 的 vreg 电压，当 s/s 为低且 vreg 电压低于 4.15v 时，所有输出晶体管将被关断。
为使 vreg 电压在 4.15v 附近不出现振荡，设置有 0.3v 的迟滞。因此，当 vreg 电压恢复到 4.45v时，低压保护电路才会关闭，所有输出管恢复工作。
过温保护
当芯片结温超过 147°c 时，过温保护电路被激活，关断所有输出管。当温度恢复到迟滞温度 40°c时，所有输出管恢复工作。
但是，由于过温保护仅仅在芯片结温超过设定值才会被激活，它并不能保证产品伴随这个电路就能免受破坏。
hall 输入信号
幅度超过迟滞（最大 35mv）的 hall 信号可以被识别，但考虑到噪声效应以及相位偏移，至少大于 100mv 的幅度为最佳。为了减少输出噪声的干扰，可以在 hall 输入端接一对地电容。在 csd 保护电路中 hall 输入作为一个判断信号。虽然电路能无视大量的噪声，但关注时有必要的。hall 信号同时为 hhh 或者 lll 时被认为是错误态，将关闭所有输出管。
如果使用到 hall 芯片，在一端固定（无论正负）一个共模电平范围(0.3v vreg-1.7v)，允许另一端的电压范围可以为 0 vreg。
连接 hall 元件的方法：
1. 串联
优点：
●电流被串联的 hall 元件所共享，所以电流消耗相比并联更小
●限流电阻可以舍去
●幅度随温度变化小
缺点：
●每个 hall 元件只能被分到 1v，也就存在幅度不满足的可能
●流过 hall 元件的电流随温度变化
●hall 元件的不对称（输入电阻的不同）很容易影响幅度
2. 并联
优点：
●流过 hall 元件的电流由限流电阻决定
●hall 元件的应用电压可以是多样化的，并且可以满足足够的幅度
缺点：
●由于需要为每个 hall 元件单独提供电流，功耗较大
●需要一个限流电阻
●幅度随温度变化
hb 脚
hb 脚可用于在节电模式下关断 hall 元件电流，在以下情况 hb 脚将会被关闭。
●当 s/s 进入 stop 态
●pwmin 输入检测到 0%占空比
节电模式
在 ms8828 处于 stop 态时，几乎所有电路都被关断，以减少功耗。当使用 hall 偏置脚时，节电模式的电流消耗将近为 900ua。即使在节电模式，芯片仍然具有 5v 的稳定电压输出。并且，在节电模式下，芯片处于 short brake 态（低端管短接）。
电源稳定性
芯片产生大的输出电流，并且采用一种开关驱动的方式，电源线势必会被轻易的干扰。为此，为保证电压稳定，需要在 vcc 和地之间接入一个足够大的电容。电容地端接到 pgnd（功率地）上，尽可能的靠近管脚。如果不可能在 pin 脚上接入大电容，可在管脚附近接入 0.1uf 的陶瓷电容。
如果在电源线上嵌入一个二极管以防止电源线反接，电源线更容易被干扰，就需要更大的电容。
vreg 的稳定性
vreg 是逻辑电路的电源，为了稳定性，需要连接 0.1uf 或更大的电容。电容接地端需要连接到芯片的逻辑地(sgnd)上。
电荷泵
电源电压通过电荷泵被逐步抬升，以提供高端管的栅电压。电压是通过逐步抬升被 cp1 和 cp2 之间的电容 cp，然后在 vg 和 vcc 之间的电容 cg 上逐渐累积。cp 和 cg 的大小推荐以下关系：
cg = cp =0.22uf
cp 上充放电频率为 50khz，当 cp 电容很大时，vg 将会被抬升。可是当电容太大，充放电将变的没有效率，vg 充电时间就会很长。
典型应用图
用 hall ic 时
用 hall 元件时
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芯片采用 pwm 脉冲驱动的方式来减少输出功耗，通过调节外部信号的占空比来调节电机的转速；芯片内置锁存型保护电路，可以在电机正常运转但 hall 信号输入异常时起到保护芯片的作用。
主要特点
imax=1.5a
低输出阻抗上臂桥 0.6ω，下臂桥 0.5ω
使用直接 pwm 输入进行速度控制和同步整流
1-hall fg 输出
锁存型 csd 保护电路
正、反转工作模式，可切换
stop 模式下的节电功能
过温、过流保护以及低电压保护
5v 稳压输出
star/stop 电路
当电机关闭时进入“急刹车(short brake)”
应用
激光打印器
复印机
专用打印机
大型家电
监控摄像头
封装图
管脚图
管脚说明图
内部框图
电气参数
电气特性
功能描述
驱动模块
芯片采用一种直接的 pwm 驱动方式减小功耗，pwm 通过调整输出模块上臂管的关断来实现调节功能，电机的驱动强度由其占空比决定。
在正常的 pwm 关断之时，同步整流开始发挥作用，下臂管导通，相比 ldmos 寄生的二极管续流大大减小了热量的产生。
过流保护
过流保护电路用于限制输出电流的最大峰值，由 vrf/rf 决定（vrf=0.21（典型），rf 为电流检测电阻）。电路通过减小输出导通占空比来限制输出电流。
过流保护电路在检测 pwm 工作中在二极管中流过的反向电流时拥有一个 700ns 左右的操作延时，从而防止限流电路工作异常。如果电机绕组的内阻或电感太小，在启动时（电机中没有反向电动势的产生），电流将会快速变化。这个工作延时可能会导致限流在大于设定值时才发生。因此在设定限流值时有必要考虑延时引起的增加。
注意在限流电路中 pwm 频率，是由内置的振荡器决定，大概 50khz。
速度控制方法
脉冲从 pwmin 管脚输入，可以通过调节 pwm 波的占空比来调节电机速度
pwm 为 0 时为 on 态，
pwm 为 1 时为 off 态。
如果有必要使用反向逻辑，可以加入一额外的 npn 管。当 pwmin 持续高电平，芯片会判定占空比为 0，会导致 csd 电路计数重置并且 hb 脚的输出为 0.
csd 保护电路
ms8828 包含一个抑制保护电路，当电机正常运转但 hall 信号长时间不变化时，电路开始工作。
当 csd 电路工作时，所有输出上臂管全部关断。
时间由连接 csd 脚的电容决定。设置时间=90×c(uf)当一个 0.022uf 的电容接入时，保护时间约 2s。设置时间必须足够大，以满足电机的启动时间。
计数被重置的条件：
ss 端为高——>保护释放并重新计数（重置初始态）
f/r 正反转调节——>保护释放并重新计数
0%占空比 pwm 波被检测——>保护释放并重新计数
低压条件被检测——>保护释放并重新计数（重置初始态）
tsd 条件被检测——>停止计数
当 csd 脚接地，逻辑电路将进入初始态，防止速度控制的发生。当不需要使用 csd 保护功能时，将一大小近 220kω和 4700pf 的电容并联对地。
低压保护
ms8828 通过结合一比较器使用带隙电压作基准进行比较，电路检测 5v 的 vreg 电压，当 s/s 为低且 vreg 电压低于 4.15v 时，所有输出晶体管将被关断。
为使 vreg 电压在 4.15v 附近不出现振荡，设置有 0.3v 的迟滞。因此，当 vreg 电压恢复到 4.45v时，低压保护电路才会关闭，所有输出管恢复工作。
过温保护
当芯片结温超过 147°c 时，过温保护电路被激活，关断所有输出管。当温度恢复到迟滞温度 40°c时，所有输出管恢复工作。
但是，由于过温保护仅仅在芯片结温超过设定值才会被激活，它并不能保证产品伴随这个电路就能免受破坏。
hall 输入信号
幅度超过迟滞（最大 35mv）的 hall 信号可以被识别，但考虑到噪声效应以及相位偏移，至少大于 100mv 的幅度为最佳。为了减少输出噪声的干扰，可以在 hall 输入端接一对地电容。在 csd 保护电路中 hall 输入作为一个判断信号。虽然电路能无视大量的噪声，但关注时有必要的。hall 信号同时为 hhh 或者 lll 时被认为是错误态，将关闭所有输出管。
如果使用到 hall 芯片，在一端固定（无论正负）一个共模电平范围(0.3v vreg-1.7v)，允许另一端的电压范围可以为 0 vreg。
连接 hall 元件的方法：
1. 串联
优点：
●电流被串联的 hall 元件所共享，所以电流消耗相比并联更小
●限流电阻可以舍去
●幅度随温度变化小
缺点：
●每个 hall 元件只能被分到 1v，也就存在幅度不满足的可能
●流过 hall 元件的电流随温度变化
●hall 元件的不对称（输入电阻的不同）很容易影响幅度
2. 并联
优点：
●流过 hall 元件的电流由限流电阻决定
●hall 元件的应用电压可以是多样化的，并且可以满足足够的幅度
缺点：
●由于需要为每个 hall 元件单独提供电流，功耗较大
●需要一个限流电阻
●幅度随温度变化
hb 脚
hb 脚可用于在节电模式下关断 hall 元件电流，在以下情况 hb 脚将会被关闭。
●当 s/s 进入 stop 态
●pwmin 输入检测到 0%占空比
节电模式
在 ms8828 处于 stop 态时，几乎所有电路都被关断，以减少功耗。当使用 hall 偏置脚时，节电模式的电流消耗将近为 900ua。即使在节电模式，芯片仍然具有 5v 的稳定电压输出。并且，在节电模式下，芯片处于 short brake 态（低端管短接）。
电源稳定性
芯片产生大的输出电流，并且采用一种开关驱动的方式，电源线势必会被轻易的干扰。为此，为保证电压稳定，需要在 vcc 和地之间接入一个足够大的电容。电容地端接到 pgnd（功率地）上，尽可能的靠近管脚。如果不可能在 pin 脚上接入大电容，可在管脚附近接入 0.1uf 的陶瓷电容。
如果在电源线上嵌入一个二极管以防止电源线反接，电源线更容易被干扰，就需要更大的电容。
vreg 的稳定性
vreg 是逻辑电路的电源，为了稳定性，需要连接 0.1uf 或更大的电容。电容接地端需要连接到芯片的逻辑地(sgnd)上。
电荷泵
电源电压通过电荷泵被逐步抬升，以提供高端管的栅电压。电压是通过逐步抬升被 cp1 和 cp2 之间的电容 cp，然后在 vg 和 vcc 之间的电容 cg 上逐渐累积。cp 和 cg 的大小推荐以下关系：
cg = cp =0.22uf
cp 上充放电频率为 50khz，当 cp 电容很大时，vg 将会被抬升。可是当电容太大，充放电将变的没有效率，vg 充电时间就会很长。
典型应用图
用 hall ic 时
用 hall 元件时
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