MS8829

MS8829 三相无刷电机驱动 产品简述 MS8829 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 QFN24 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 产品规格分类 产品 封装形式 丝印名称 MS8829 QFN24 MS8829 杭州瑞盟科技股份有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.3 2021.12.14 共 18页 第 1页 MS8829 管脚图 杭州瑞盟科技股份有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.3 2021.12.14 共 18页 第 2页 MS8829 管脚说明 管脚编号 管脚名称 管脚属性 1 IN3- I 2 IN3+ 3 IN2- 4 IN2+ 5 IN1- 6 IN1+ 7 SGND --- 逻辑地 8 VREG O 5V 稳定输出，逻辑电源 9 CP2 O 10 CP1 11 VCC1 --- 控制电源 12 VCC2 --- 功率电源 13 VG O 电荷泵输出 14 OUT1 O 15 OUT3 16 OUT2 17 RF --- 输出电流检测 18 PGND --- 功率地 19 S/S I Start（低）/Stop（高或者开路） 20 FG O 1-HALL 信号输出 21 F/R I 正反转模式 22 CSD I CSD 保护 23 PWMIN I PWM 输入 24 HB I 3.6V HALL 偏置脚 杭州瑞盟科技股份有限公司 http://www.relmon.com 管脚描述 HALL 信号输入 H：IN+>IN-；L：IN->IN+ 电荷泵电容连接脚 输出 版本号：V1.3 2021.12.14 共 18页 第 3页 MS8829 内部框图 杭州瑞盟科技股份有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.3 2021.12.14 共 18页 第 4页 MS8829 极限参数 芯片使用中，任何超过极限参数的应用方式会对器件造成永久的损坏，芯片长时间处于极限工作 状态可能会影响器件的可靠性。极限参数只是由一系列极端测试得出，并不代表芯片可以正常工作在 此极限条件下。 参数 符号 参数 范围 单位 最大工作电压 VCCmax 36 V 电荷泵电压 VGmax 42 V 输出电流 Imax 1.5 A 最大功耗 Pdmax 1.35 W 结温 Tjmax 150 °C 工作温度 Topr -40  80 °C 存储温度 Tstr -55  150 °C 杭州瑞盟科技股份有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.3 2021.12.14 共 18页 第 5页 MS8829 电气参数 无其他说明，T=25°C，VCC=24V 管脚参数 参数 符号 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 电源电压 VCC 8.0 35 V VREG 管脚电流 IREG 0 -50 mA HB 管脚电流 IHB 0 -700 uA FG 应用电压 VFB 0 6 V FG 管脚电流 IFG 0 14 mA 最大值 单位 3.8 4.7 mA 0.89 1.1 mA 电气特性 参数 符号 工作电流 1 ICC1 工作电流 2 ICC2 测试条件 最小值 典型值 关断态 输出模块 下臂管导通电阻 RON(L1) IO=1A 0.47 0.65 Ω 上臂管导通电阻 RON(H1) IO=-1A 0.6 0.9 Ω 50 uA 下臂漏电 IL(L) 上臂漏电 IL(H) -50 uA 下臂桥二极管正偏电压 VD(L1) ID=-1A 0.71 1.2 V 上臂桥二极管正偏电压 VD(H1) ID=1A 0.73 1.3 V 5.16 5.20 V 7 mV 0.4 mV 5V VREG VREG 输出电压 VREG IO=-5mA 5.07 线性调整率 ΔV(REG1) VCC=8 到 35V, IO=-5mA 负载调整率 ΔV(REG2) IO=-5mA 到 -10mA HALL 放大器 输入电流 IB(HA) 共模电压 1 VICM1 使用元件 共模电压 2 VICM2 Hall 输入灵敏度 VHIN -130 nA 0.3 VREG-1.3 V 在一边的输入偏置(Hall IC 应用) 0 VREG V 正弦波 80 mVp-p ΔVIN(HA) 20 mV 输入电压低->高 VSLH 8 mV 输入电压高->低 VSHL -12 mV 迟滞宽度 杭州瑞盟科技股份有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.3 2021.12.14 共 18页 第 6页 MS8829 参数 符号 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 CSD 振荡器 CSD 脚高电压 VOH(CSD) 3.07 V CSD 脚低电压 VOL(CSD) 1.08 V V(CSD) 2.0 Vp-p 幅度 外部电容的充电电流 ICHG1(CSD) VCHG1=2V -11.3 uA 外部电容的放电电流 ICHG2(CSD) VCHG2=2V 11.3 uA F(CSD) C=0.022uf 129 HZ VCC+5.1 V 内部振荡器频率 电荷泵(VG 脚) VG 电压 VGOUT CP1 脚 导通电阻（上臂桥） VOH(CP1) ICP1=-2mA 500 700 Ω 导通电阻（下臂桥） VOL(CP1) ICP1=2mA 350 500 Ω 电荷泵频率 F(CP) 42 50 70 kHZ F(PWM) 41 51.5 62 kHZ 内部 PWM 频率 振荡频率 过流保护 限制电压 VRF 0.21 V 过温保护 关断温度 TSD 结温 141 147 153 °C 迟滞 ΔTSD 结温 20 30 40 °C 低压检测(5V VREG) 激活电压 VSD 4.0 4.17 4.4 V 迟滞宽度 ΔVSD 0.29 0.30 0.31 V 17 20 Ω 10 uA FG 脚（3FG 脚） 导通电阻 漏电流 VOL(FG) IL(FG) IFG=5mA Vo=5V S/S 脚 高电平输入电压 VIH(SS) 1.75 VREG V 低电平输入电压 VIL(SS) 0 1.65 V 开漏输入电压 VIO(SS) 迟滞宽度 VIS(SS) 高电平输入电流 IIH(SS) 低电平输入电流 IIL(SS) 杭州瑞盟科技股份有限公司 http://www.relmon.com 3/5VREG V 0.3 0.4 0.5 V VSS=VREG 41 51 65 uA VSS=0V -65 -76 -95 uA 版本号：V1.3 2021.12.14 共 18页 第 7页 MS8829 参数 符号 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位 PWMIN 脚 F(PWM) 0.5 60 kHZ 高电平输入电压 VIH(PWIN) 1.75 VREG V 低电平输入电压 VIL(PWIN) 0 1.65 V 开漏输入电压 VIO(PWIN) 迟滞宽度 VIS(PWIN) 高电平输入电流 IIH(PWIN) 低电平输入电流 IIL(PWIN) 推荐输入频率 3/5VREG V 0.3 0.4 0.5 V VPWIN=VREG 41 51 65 uA VPWIN=0V -65 -76 -95 uA F/R 脚 高电平输入电压 VIH(FR) 1.75 VREG V 低电平输入电压 VIL(FR) 0 1.65 V 开漏输入电压 VIO(FR) 迟滞宽度 VIS(FR) 高电平输入电流 IIH(FR) 低电平输入电流 IIL(FR) 3/5VREG V 0.3 0.4 0.5 V VFR=VREG 41 51 65 uA VFR=0V -65 -76 -95 uA 三相电机逻辑真值表 IN=''High"表示 IN+>IN-，输出 13 中"H"=SOURCE,"L"=SINK,M=OFF F/R=H F/R=L OUTPUT IN1 IN2 IN3 IN1 IN2 IN3 OUT1 OUT2 OUT3 H L H L H L L H M H L L L H H L M H H H L L L H M L H L H L H L H H L M L H H H L L H M L L L H H H L M H L 杭州瑞盟科技股份有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.3 2021.12.14 共 18页 第 8页 MS8829 FG IN1 IN2 IN3 FG H L H L H L L L H H L L L H L H L H H H L L H H S/S, PWMIN 输入状态 S/S PWMIN 高/开路 关断(刹车) 关断 低 开启 开启 CSD 功能 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 杭州瑞盟科技股份有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.3 2021.12.14 共 18页 第 9页 MS8829 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 MS8829 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。 杭州瑞盟科技股份有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.3 2021.12.14 共 18页 第 10页 MS8829 低压保护 MS8829 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 杭州瑞盟科技股份有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.3 2021.12.14 共 18页 第 11页 MS8829 节电模式 在 MS8829 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 充电时间也就会很长。 使用须知 芯片具有同步整流功能，可以提高驱动效率。同步整流开始发挥作用，利用下臂管导通，相比寄 生的二极管续流大大减小了热量的产生。可是，同步整流可能引发电源电压的上升，比如以下情况： ● 输出占空比突然减少 ● PWM 输入频率突然降低 必须采取有效措施去保护芯片，确保电源电压上升也不会超过绝对最大参数，包括： ● 电源到地的大电容的选择 ● 电源到地的二极管的接入 杭州瑞盟科技股份有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.3 2021.12.14 共 18页 第 12页 MS8829 典型应用电路图 用 HALL IC 时 杭州瑞盟科技股份有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.3 2021.12.14 共 18页 第 13页 MS8829 用 HALL 元件时 1. 在任何环境下都不能超过芯片的绝对参数； 2. 流过大电流的 VCC，以及各个输出脚在版图布线时尽可能的宽和短； 3. VCC 的旁路电容，特别是陶瓷电容的连接应该尽可能的靠近芯片 VCC 脚； 4. VREG 作为芯片的基准电压，需要在 VREG 和 GND 之间连接电容用来稳定 VREG。 因此，该电容需要尽可能的靠近 VREG 脚。 5. 连接电机的地线以及 MCU 的地区域在版图设计中需要隔离； 6. 不推荐 VREG 用于周边电路，因为精度并不高。 杭州瑞盟科技股份有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.3 2021.12.14 共 18页 第 14页 MS8829 封装外形图 QFNWB4×4-24L(P0.50)（散热片） 尺寸（毫米） 符号 尺寸（英寸） 最小 最大 最小 最大 A 0.700/0.800 0.800/0.900 0.028/0.031 0.031/0.035 A1 0.000 0.050 0.000 0.002 A3 0.203REF 0.008REF D 3.900 4.100 0.154 0.161 E 3.900 4.100 0.154 0.161 D1 2.600 2.800 0.102 0.110 E1 2.600 2.800 0.102 0.110 k b 0.200MIN 0.180 e L 杭州瑞盟科技股份有限公司 http://www.relmon.com 0.008MIN 0.300 0.007 0.500TYP 0.300 0.012 0.020TYP 0.500 版本号：V1.3 0.012 0.020 2021.12.14 共 18页 第 15页 MS8829 印章与包装规范 1. 印章内容介绍 产品型号：MS8829 生产批号：XXXXXXX 2. 印章规范要求 采用激光打印，整体居中且采用 Arial 字体。 3. 包装规范说明 型号 封装形式 只/卷 卷/盒 只/盒 盒/箱 只/箱 MS8829 QFN24 4000 1 4000 8 32000 杭州瑞盟科技股份有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.3 2021.12.14 共 18页 第 16页 MS8829 声明  瑞盟保留说明书的更改权，恕不另行通知！客户在下单前应获取最新版本资料，并验证相关信息 是否完整。  在使用瑞盟产品进行系统设计和整机制造时，买方有责任遵守安全标准并采取相应的安全措施， 以避免潜在失败风险可能造成的人身伤害或财产损失！  产品提升永无止境，本公司将竭诚为客户提供更优秀的产品！ 杭州瑞盟科技股份有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.3 2021.12.14 共 18页 第 17页 MS8829 MOS电路操作注意事项 静电在很多地方都会产生，采取下面的预防措施，可以有效防止 MOS 电路由于受 静电放电的影响而引起的损坏： 1、操作人员要通过防静电腕带接地。 2、设备外壳必须接地。 3、装配过程中使用的工具必须接地。 4、必须采用导体包装或抗静电材料包装或运输。 +86-571-89966911 杭州市滨江区伟业路 1 号 http:// www.relmon.com 高新软件园 9 号楼 701 室 杭州瑞盟科技股份有限公司 http://www.relmon.com 版本号：V1.3 2021.12.14 共 18页 第 18页