‌TPIC2050 电机驱动IC技术文档总结

TPIC2050是适用于12V ODD的低噪声型电机驱动器IC。9通道驱动器，由串行接口控制的IC，是驱动主轴电机、雪橇电机（适用于步进电机）、负载电机、对焦/跟踪/倾斜执行器和步进电机准直器镜头。
*附件：tpic2050.pdf

主轴电机驱动部分内置于无传感器逻辑中，可实现低噪声在启动时和运行时运行。不需要电机或传感器，例如霍尔设备通过启动电路进行自启动，或通过 BEMF 执行位置检测。由于所有通道的输出级都在高效的 PWM 驱动中工作，因此通过 PWM 控制实现低功耗作 可能。 对焦/跟踪/倾斜执行器驱动器可以进行无中性区控制。 在 此外，主轴部分输出限流电路、热关断电路、SLED-端检测电路、准直器透镜端检测电路、执行器保护、三束激光器内置驱动器。新增的内置温度计可以测量IC温度。

特性

• 串口数字接口
  • 串行外设接口 （SPI）
  • 4线接口：SSZ、SCLK、SIMO、SOMI
  • 最大读/写 35 MHz
  • 3.3V 数字 I/O
• 执行器和电机驱动器
  • 带 H 桥输出的 PWM 控制
  • 带 12 位 DAC 控制的对焦/跟踪/倾斜执行器驱动器
  • 带电流模式、10位DAC控制的雪橇电机驱动器
  • 带 12 位 DAC 控制的负载驱动器可选 5 V、12 V
  • 具有 8 位 PWM 控制的步进电机驱动器
• 主轴电机驱动器
  • 低 Rdson 0.3-Ω典型 MOSFET 输出
  • 无传感器：电机 BEMF 的转子位置感应
  • 适用于 10500 rpm 转速（假设使用 12 极电机）
  • 通过串行端口编程的 12 位主轴 DAC
  • 独立的电感式位置检测和启动
  • 自动制动功能，可在每个转速下选择最佳制动模式
  • 1.5A 最大连续电流，不包括热问题
• 实用函数
  • 状态锁存器：动作定时器、SIF错误、PWR监控器、热保护和OCP错误
  • 片内温度计（15至165°C）
• 3 光束激光二极管驱动器
  • 120 mA电流输出，带11位DAC寄存器或模拟输入（VLDDIN）
  • 用于快速变化的斜率控制电流
  • 通过串行位选择 CD、DVD、BD 的输出端口
• 保护
  • SPM 和执行器驱动器上的独立热保护电路
  • 两个警报级别：预检测和热保护检测
  • ACTTEMP：监控通过积分过去设置的DAC值计算得出的执行器温度
  • SPM、底座、负载、执行器和步进驱动器通道中的短路保护
  • 硬件设备禁用引脚，XRSTIN
  • 通过欠压锁定 （UVLO） 和过压保护 （OVP） 进行功率监控
  • 托盘锁定检测
  • PREOVP-12V：防止电机 BEMF 在 SPM 制动器时检测到 12V OVP

参数

方框图

‌1. 产品概述‌

TPIC2050是德州仪器（TI）推出的低噪声型9通道电机驱动IC，专为12V光驱（ODD）设计，支持蓝光/DVD/CD等光学碟片驱动。核心特性包括：

• ‌多通道驱动‌：集成主轴电机（SPM）、 sled电机（步进电机兼容）、负载电机、聚焦/循轨/倾斜（FCS/TRK/TLT）执行器及步进电机驱动。
• ‌串行接口‌：SPI 4线接口（SSZ/SCLK/SIMO/SOMI），最高35MHz通信速率，3.3V数字I/O。
• ‌保护功能‌：过压/欠压保护（OVP/UVLO）、短路保护（SCP）、过温保护（TSD）、执行器温度保护（ACTTIMER）。
• ‌激光驱动‌：集成3光束激光二极管驱动（BD/DVD/CD），120mA最大输出，11位DAC控制。

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‌2. 关键参数‌

• ‌电压范围‌：
  • 驱动电源：P5V（4.5-5.5V）、P12V（10.8-13.2V）、激光驱动电源A9P5V（7.65-10.45V）。
• ‌输出能力‌：
  • 主轴电机：0.3Ω Rdson MOSFET，1.5A连续电流，支持10500 rpm（12极电机）。
  • 执行器通道：12位DAC，±6V输出范围。
  • 激光驱动：120mA（BD）、11位分辨率。
• ‌热性能‌：工作温度-20°C至75°C，结温保护阈值150°C。

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‌3. 功能模块‌

1. ‌主轴电机驱动‌：
   • 无传感器启动，通过BEMF检测转子位置。
   • 自动刹车模式（短刹车/主动刹车），支持最高15000 rpm超速保护。
2. ‌执行器驱动‌：
   • 聚焦/循轨/倾斜通道支持差分模式（DIFF_TLT），12位DAC控制。
3. ‌激光驱动‌：
   • 数字/模拟模式可选（VLDDIN引脚），支持斜率控制电流变化。
4. ‌保护机制‌：
   • 温度监控（内置 thermometer），过流/短路实时检测，故障状态锁存（nFAULT引脚）。

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‌4. 典型应用‌

• ‌光驱系统‌：蓝光/DVD/CD驱动器的主轴、 sled、激光头控制。
• ‌电路设计要点‌：
  • 电源引脚需并联0.1μF陶瓷电容和10μF电解电容。
  • 电流检测电阻（如SPM通道的RCS=0.1Ω）需低电感设计。

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‌5. 封装与布局‌

• ‌封装‌：56引脚HTSSOP（带PowerPAD散热焊盘），尺寸6.1mm×14.0mm。
• ‌PCB建议‌：
  • 散热焊盘连接大面积铜箔，通过过孔散热。
  • 电机走线短且宽以降低寄生电感。

‌总结‌：TPIC2050通过高集成度、灵活的SPI控制和多重保护机制，为光驱电机驱动提供高效解决方案，特别适用于需要低噪声和高可靠性的工业及消费电子场景。