掃地機器人主要結(jié)構(gòu)及Chipown推薦電機驅(qū)動芯片如下所示，覆蓋所有電機。

下表是驅(qū)動芯片的主要規(guī)格介紹：

電機驅(qū)動芯片簡介

1PN7708B -- 驅(qū)動能力強!溫升及

溫度特性優(yōu)!抗干擾能力強!

針對掃地機器人的雙向輪電機驅(qū)動，我們強烈推薦明星物料PN7708B，其具有驅(qū)動能力大、溫升小、抗干擾能力強和三溫特性一致性好等亮點，完美替代市面常見的x4950及xxx8870等芯片。

主要特性

? 電源電壓：6V ~ 38V

? 驅(qū)動電流：2.5A(連續(xù))，3.5A(峰值)

? 導(dǎo)通內(nèi)阻Rdson：0.36Ω (HS+LS)

? 輸入PWM控制(IN/IN)

? 驅(qū)動電流限流 ILIMIT外部可設(shè)置

? 低功耗睡眠模式：Ivcc <10uA

? 全面集成保護功能：電源欠壓保護，過溫保護，輸出短路保護

? 采用SOP8-PP封裝，腳位與國內(nèi)外主要競品兼容

亮點1：驅(qū)動能力大，溫升小

雙向輪電機驅(qū)動芯片痛點是扭矩和芯片溫升。前者直接影響掃地機的通過性，特別是在粗糙的地板上移動時需要較大的扭矩，這直接取決于芯片在未觸發(fā)過溫保護前提下的驅(qū)動電流能力。而溫升過大既會觸發(fā)過溫保護，也會影響電路周邊元器件可靠性。

PN7708B采用低特征導(dǎo)通電阻功率集成MOS技術(shù)，可提供更大輸出電流，并保證更低的溫升。下表是PN7708B與競品x4950在相同條件下的帶載溫升特性的實際測試對比：

可以看到，在芯片殼溫約120℃工況下，PN7708B持續(xù)帶載能力達到2.3A，比競品高20%。PN7708B溫升90.9度，比競品低5度。

亮點2：抗干擾性好

掃地機等由電池供電，一是由于電池本身電壓的下降，二是由于大功率電機的啟動或急剎急停，造成系統(tǒng)電壓較大波動。兩者疊加可能會導(dǎo)致芯片的VCC處于啟動電壓附近波動而頻繁啟動或關(guān)閉，也可能使得驅(qū)動芯片IN輸入信號電壓產(chǎn)生波動，導(dǎo)致輸入高低電平的誤判。

所以驅(qū)動芯片一般會給VCC及IN輸入信號加滯回值(Hysteresis)。當(dāng)VCC或IN輸入電平有較大波動，其對應(yīng)的滯回值較大能明顯降低系統(tǒng)的不穩(wěn)定狀態(tài)，提升了系統(tǒng)的抗干擾性。

下表是PN7708B與競品的VCC啟動電壓和IN電平的實際測試對比數(shù)據(jù)。VCC欠壓滯回值0.8V，比競品大。同時IN輸入信號電壓的滯回值約1V，比x4950明顯高。

亮點3：三溫特性一致性好

我們知道，芯片除了在常溫條件下的性能，在高溫和低溫條件下的參數(shù)一致性更能體現(xiàn)芯片實際性能和可靠性。PN7708B采用多域溫度補償技術(shù)，確保了全溫度范圍內(nèi)的參數(shù)一致性。

我們以下面PN7708的3個參數(shù)(ILIMIT限流點、VCCON /VCCOFF、靜態(tài)電流)的全溫度范圍測試為例說明。可以面向看到，在結(jié)溫-25°C~+125°C全溫度范圍內(nèi)，各參數(shù)波動非常小，表現(xiàn)出非常好的一致性。

此外，除了常規(guī)的電源欠壓保護和過溫保護外，PN7708B特別針對電流有兩級保護，分別是限流保護和短路保護，如下實測波形說明。

CH1:OUT1,CH2:OUT2,

CH3:IN1,CH4:IOUT

CH1:OUT1,CH2:OUT2,

CH3:IN1,CH4:IOUT

VREF=3.5V，CS=100mΩ，實測ILMIT電流=3.3A，此時兩個下管打開，經(jīng)限流時間=28us后，芯片再次嘗試工作。

當(dāng)電流大于OCP閾值電流后，經(jīng)過屏蔽時間1.6us觸發(fā)OCP保護，此時輸出均關(guān)斷，且經(jīng)重啟時間=2.69ms后，芯片再次嘗試工作。

2PN7736/35 -- 四通道獨立控制、

高耐壓寬范圍、保護功能全面

對于掃地機器人的單向側(cè)刷，我們推薦四通道低側(cè)驅(qū)動PN7735/36。一片可驅(qū)動4個邊刷電機，也可并聯(lián)使用驅(qū)動更大電流電機。不但能替代多個分離MOS加續(xù)流二極管，減少方案尺寸，而且大幅提升了產(chǎn)品可靠性。

PN7735/6—60V/1.5A四通道低側(cè)驅(qū)動

(7735：串入并出，7736：并入并出)

主要特性

? 電源電壓：7.5V ~ 60V

? 集成鉗位二極管

? 驅(qū)動電流：單通道1.5A(連續(xù))，四通道0.8A(連續(xù))

? 導(dǎo)通內(nèi)阻Rdson：0.5Ω (低邊)

? PN7735：串口輸入，并行輸出;PN7736：并口輸入，并行輸出

? 輸出與輸入反相

? 集成保護功能：電源欠壓保護，過溫保護，輸出短路保護

優(yōu)勢

? 寬工作電壓范圍，單通道輸出電流大

? 內(nèi)置續(xù)流二極管，防止感性電壓尖峰，減少外圍器件

? 串/并口輸入控制四個獨立通道

? 匹配延時低，可并聯(lián)增強續(xù)流能力

? 帶散熱焊盤的封裝，散熱性能好

? 先進全面的片上保護功能，降低外圍設(shè)計復(fù)雜度，提高系統(tǒng)可靠性

封裝圖

PN7735

PN7736

3PN7709 -- 超低內(nèi)阻Rdson、FAULT

反饋功能、保護功能全面

對于掃地機器人的主刷電機驅(qū)動，由于電流較大，我們推薦PN7709，上下管導(dǎo)通內(nèi)阻低至0.12Ω，驅(qū)動能力可達5A。如下。

主要特性

? 電源電壓：6V ~ 38V

? 驅(qū)動電流：4A(連續(xù))，5A(峰值)

? 導(dǎo)通內(nèi)阻Rdson：0.12Ω (HS+LS)

? 輸入PWM控制(IN/IN)

? 驅(qū)動電流限流 ILIMIT外部可設(shè)置

? 低功耗睡眠模式：Ivcc <10uA(IN1=IN2=0維持1ms以上)

? 全面集成保護功能：電源欠壓保護，過溫保護，輸出短路保護

優(yōu)勢

? 內(nèi)置超低導(dǎo)通內(nèi)阻的MOS以及帶Thermal PAD的封裝，散熱性能好

? 通過外部電流采樣電阻設(shè)置ILIMIT電流，可靈活適應(yīng)不同應(yīng)用需求

? 集成FAULT異常狀態(tài)反饋功能

? 先進全面的片上保護功能，降低外圍設(shè)計復(fù)雜度，提高系統(tǒng)可靠性

封裝圖

最后，對于上述雙向輪、邊刷、主刷電機均屬于直流有刷電機，

其驅(qū)動芯片應(yīng)用注意事項如下:

1，根據(jù)限流點選擇CS電阻：

2，輸入電容影響瞬間帶載能力，推薦值100uF/50V以上，且需靠近VCC引腳擺放;

3，PCB布局是影響芯片散熱能力的主要因素，頂層和底層的鋪地平面需要有足夠?qū)挼某叽纾ㄟ^散熱過孔將頂層和底層鋪地平面連接。且鋪地平面需連接到芯片的裸露散熱焊盤，建議將芯片底部的鋪地區(qū)域裸露開窗。

審核編輯：湯梓紅