GP9301B ▍ “三合一”电机调速的应用

Linearin先积集成 2022-06-15 3269

描述

产品应用：“三合一”电机调速

GP9301B / GP9301BM

一般电机调速大多通过模拟量（0-10V/0-5V）或者PWM信号进行调节，尤其是新型的EC电机，由于驱动电机为220V/110V/380V交流电直接驱动，而调速则属于低压环境，所以两者之间必须要进行信号的电气隔离，因此APC芯片GP9301B将0-10V信号转换成PWM信号，经过光耦隔离后，输入到MCU进行识别并调速。

GP9301B不仅支持0-10V输入，还集成了PWM和100K电阻的三合一输入接口，优化了接口电路的设计。

EC 电机

这是一款模拟信号转PWM信号转换器，相当于一个PWM信号输出的ADC。此芯片可以将0V到10V的模拟电压线性转换成占空比为0%到100%的PWM信号，并且占空比的线性误差小于0.5%。

同时也支持100K电阻和PWM信号输入。GP9301BM是支持电容隔离的版本。

GP9301B/GP9301BM

APC（Analog to PWM Converter）

0-10V/PWM/Resistor to 0%-100%PWM

特性

▄ GP9301B将0V到10V的模拟电压输入，线性转换成0%-100%占空比的PWM信号输出。

▄ GP9301BM将0V到10V的模拟电压输入，线性转换成0%-100%占空比的PWM信号，并且将PWM

▄ 输入信号兼容0-10V, PWM, 100KΩ电阻

▄ 输入PWM信号高电平：>2.7V

▄ 输入信号VIN脚上，内置100uA上拉电流

▄ 输出PWM信号的频率范围: 1Hz to 1MHz

▄ 最大PWM占空比误差：< 1%

▄ PWM占空比线性度误差 <0.5%

▄ 电源电压：10V - 40V

▄ 功耗：5mA @TYP

▄ 启动时间：<2ms

▄ 工作温度：-40°C to 125°C

应用

直流马达调速

LED调光

工业模拟信号隔离

逆变器

电源

管脚定义

GP9301B/GP9301BM

绝对最大额定参数

典型应用

基本功能

GP9301B 电压转PWM关系

GP9301BM与GP9301B输出信号关系

芯片工作方式

基本功能

GP9301B是一款高性能APC芯片（模拟到PWM转换器），输出PWM信号的频率可以从1Hz到1MHz中选择。输入电压范围为0V至10V，PWM信号的占空比为0％至100％，DPWM = VIN / 10V。

内部有一个100uA电流源连接在VIN引脚上，因此当连接一个100K电位器时，VIN电位可以从0V调到10V.内部的100uA上拉电流也可以取消，通过不同的型号选择。PWMB与PWM是一对互补信号，互为取反的关系。

GP9301BM是在GP9301B的基础上，将PWM信号进行高频调制，其高电平期间被调制成75%占空比的周期信号，

低电平期间被调制成25%占空比的周期信号，此种调制方式可以运用在电容隔离和变压器隔离。

GP9301B/GP9301BM

电压转PWM典型转换曲线

GP9301B典型调光曲线说明：（以下电压值误差范围小于1%）

1、VIN从0V开始启动电压为Va，VIN从高电压下降的关断电压为Vb。

2、VIN从Va开始到Vc为平台期，输出PWM稳定在Duty0。

3、VIN从Vc到9V为线性区，PWM占空比从Duty0变到99%。

4、VIN超过9V直接从99%变到100%。

GP9301B型号举例说明

GP9301B-F1K-D1V9-SW为例，频率为1KHz，D1V9中的D1的意思为在输入电压下降到1V时，输入占空比为1%，V9的意思为输入电压上升到9V时输出PWM为100%。关断电压固定为0.6V左右。

SW的意思是SOP8封装和-40~85℃工作温度。

同理：

GP9301B-F4K-D5V9-SW为频率4KHz，调光深度5%，输入9V到达100%占空比。

GP9301B-F4K-D1V10-SW为频率4KHz，调光深度1%，输入10V到达100%占空比。

GP9301B-F1K-D5V10-SW为频率1KHz，调光深度5%，输入10V到达100%占空比。

交流特性

交流特性备注：

1. PWM信号频率可在1Hz至1MHz范围内调整，默认值为1KHz。

2. PWM占空比定义为平均占空比，由于周期抖动，每个周期的占空比不完全相同。

3.抖动是周期的峰 - 峰偏差与周期平均值的比值。PWM抖动在频率为 1KHz处测量。

直流特性

交流特性

GP9301B典型电路以及注意事项

由于GP9301B的0-10V输入经常作为一个系统接口使用，比如0-10V调光电源，而接口外环境复杂，必须要做保

护处理。

如下图中输入端有三级保护：

1、TVS防输入静电与浪涌。

2、RC抗噪声干扰，适当过滤输入高频噪声。

输出端的电阻是防止信号反灌作用，有一定的抗干扰功能。

输入电压低于0.6V关断兼容10V PWM信号

此电路可以兼容2.7V-10V的PWM信号

此电路可以将启亮点抬高到1V以上

0-10V转PWM电容隔离方案

模拟信号调制芯片GP9301BM+隔离电容+信号解调芯片GP6200三者组成。实现了0-10V电压向0%-100%占空比的PWM信号的隔离转换功能。电气隔离由两个隔离电容实现，隔离强度取决于隔离电容选取，所以此方案可以灵活的设定电路的耐压能力。

0-10V/PWM/Resistor三合一色温调节方案

0-10V模拟信号输出，GP9301B输出PWM和PWMB的一对互补的PWM信号，分别控制两路色温的LED灯串，通过PWM占空比的调整实现LED色温调节。

0-10V/PWM/Resistor三合一色温调节方案

此隔离式调光LED驱动电源电路，具有0-10V / PWM / 100K电阻三合一调光接口， GP9301B可根据输入电压产生PWM，PWM的占空比为：DPWM = VIN / 10V。PWM和PWMB信号的高电平为5V。PWMB信号通过光耦后输入到DC-DC恒流芯片的调光脚DIM，进行调光。

订购须知

GP9301B产品除了可以实现电压转PWM的典型曲线外（末端处理为D1V9），还可以根据客户需要定制不同的电压转PWM曲线。

参考下面末端处理说明。

末端处理：N

末端未加处理，0V-10V对应0%-100%，由于0点会有失调存在，会存在PWM为0%时对应的输入电压无法保证绝对0V。

末端处理：L*H*

输出低于某个占空比后直接为0，高于某个占空比后直接为100%。低有4档可选：1%/2%/5%/10%；高有4档可选：90%/95%/98%/99%。

末端处理：C *H*

输出低于某个占空比后保持占空比不变，高于某个占空比后直接为100%。低有4档可选：1%/2%/5%/10%；高有4档可选：90%/95%/98%/99%。

*可以根据需要选择不同的频率和末端处理类型

末端处理：D*V*

D*V*典型调光曲线说明：（以下电压值误差范围小于1%）

1、VIN从0V开始启动电压为Va，VIN从高电压下降的关断电压为Vb。

2、VIN从Va开始到Vc为平台期，输出PWM稳定在Duty0。

3、VIN从Vc到9V为线性区，PWM占空比从Duty0变到99%。

4、VIN超过9V直接从99%变到100%。

*Va、Vb、Vc切换电压实测数据如下：

GP9301B型号举例说明：GP9301B-F1K-D1V9-SW为例，频率为1KHz，D1V9中的D1的意思为在输入电压下降到1V时，输入占空比为1%，V9的意思为输入电压上升到9V时输出PWM为100%。关断电压固定为0.6V左右。SW的意思是SOP8封装和-40~85℃工作温度。

同理：

GP9301B-F4K-D5V9-SW为频率4KHz，调光深度5%，输入9V到达100%占空比。

GP9301B-F4K-D1V10-SW为频率4KHz，调光深度1%，输入10V到达100%占空比。

GP9301B-F1K-D5V10-SW为频率1KHz，调光深度5%，输入10V到达100%占空比。

GP9301B型号选择

可以根据需要选择不同的频率和末端处理类型

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封装信息

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此图仅供一般参考。有关合适的尺寸，公差，基准等，可联系我们咨询。

→ 计量单位（毫米）

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