ROHM H桥电机驱动评估板：BD62x2系列的全面解析

在电子工程领域，直流有刷电机凭借其简单、可靠和低成本的特性，在众多应用中得到了广泛的需求。而ROHM的H桥电机驱动IC则为控制这些电机的方向、速度、制动和怠速提供了有效的解决方案。本文将围绕ROHM的BD62x2评估板，详细介绍其相关特性、操作模式、测试设置以及使用注意事项。

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1. 评估板概述

ROHM的BD62x2评估板是为评估BD62x2FP系列H桥驱动IC而开发的。该系列IC具有以下显著特点：

• 宽电源电压范围：能够在3V至32V的电源电压下工作，可适应不同的应用场景。
• 大输出电流：支持高达2A的输出电流，能满足大多数直流有刷电机的驱动需求。
• 多种控制模式：提供PWM信号控制（20kHz - 100kHz）和VREF控制模式，方便用户灵活调整电机的转速。
• 全面的保护电路：集成了过流保护（OCP）、过压保护（OVP）、热关断（TSD）和欠压锁定（UVLO）保护电路，同时还具备重叠（直通）保护，可防止电机反转或制动时出现高电流。此外，该器件还能承受高达4kV的ESD。

2. 评估板操作模式

2.1 待机模式

当FIN和RIN都设置为低电平（<0.8V）时，输出与VREF无关，所有内部电路关闭，输出进入高阻抗状态。

2.2 正向模式

VREF连接到VCC，FIN为高输入（>2V），RIN为低输入（<0.8V），此时OUT1引脚为高，OUT2引脚为低，电机顺时针旋转。

2.3 反向模式

VREF连接到VCC，FIN为低输入（<0.8V），RIN为高输入（>2V），OUT1引脚为低，OUT2引脚为高，电机逆时针旋转。

2.4 制动模式

FIN和RIN都设置为高电平（>2V），输出与VREF无关，此模式用于快速停止电机，功耗比待机模式大。

2.5 正向PWM控制模式

VREF连接到VCC，RIN为低输入（<0.8V），断开R5跳线，SW2设置为H位置，将频率范围在20 - 100kHz、幅度与VCC相同的PWM信号输入到FIN。通过改变PWM信号的占空比可以控制电机的转速，OUT1引脚为高，OUT2引脚在低和高阻抗状态之间切换，电机顺时针旋转。

2.6 反向PWM控制模式

VREF连接到VCC，FIN为低输入（<0.8V），断开R4跳线，SW1设置为H位置，将PWM信号输入到RIN。同样通过改变PWM信号的占空比控制电机转速，OUT2引脚为高，OUT1引脚在低和高阻抗状态之间切换，电机逆时针旋转。

2.7 正向VREF控制模式

FIN为高输入（>2V），RIN为低输入（<0.8V），电机速度可通过连接在VCC和地之间的电位器调节VREF电压来控制。OUT1引脚为高，OUT2引脚在低和高之间切换，电机顺时针旋转。导通占空比由公式 (On Duty =frac{VREF(V)}{V C C(V)}) 表示，PWM输出载波频率为25kHz（标称）。

2.8 反向VREF控制模式

RIN为高输入（>2V），FIN为低输入（<0.8V），通过电位器调节VREF电压控制电机速度。OUT2引脚为高，OUT1引脚在低和高之间切换，电机逆时针旋转。导通占空比同样由上述公式表示，PWM输出载波频率为25kHz（标称）。

3. 评估板测试设置与操作

3.1 测试设置

在PWM模式下评估电机操作时，需要将DC有刷电机、Vref控制、电源输入等正确连接到评估板。

3.2 测试操作

• 连接VCC、VREF和GND到评估板。
• 将VREF连接到VCC，检查待机、正向、反向和制动模式，观察电机的旋转方向。
• 在PWM控制模式下，通过改变PWM信号的占空比来改变电机速度，并观察电机转速的变化。
• 测试正向和反向PWM控制模式，根据操作模式图给FIN和RIN提供适当的输入。
• 测试VREF控制模式，通过改变VREF电压水平来观察电机转速的变化。

4. 评估板BOM与使用注意事项

4.1 BOM清单

评估板的物料清单（BOM）包含了各种电阻、电容、跳线、开关、测试点和电机驱动IC等元件，并提供了Digikey的零件编号供参考。

4.2 使用注意事项

• 电压范围：VCC和VREF的电压水平会因使用的芯片（BD6212FP、BD6222FP和BD6232FP）而异，PWM输入与每个芯片的VCC相同。
• 测试点：评估板上提供了VCC、VREF、GND、FIN、RIN、OUT1和OUT2的测试点，方便连接信号。
• 开关设置：SW4需要在所有模式下保持相同位置；SW1和SW2根据不同模式选择高或低输入；在PWM模式下，需要根据控制方向断开相应的跳线。
• 电源极性：连接电源时要注意极性，反接可能会损坏IC，可添加外部方向二极管进行保护。
• 电机反电动势：电机的反电动势产生的回流电流需要采取对策，如在电源和GND之间插入电容（推荐10µF陶瓷电容），并确保电源有足够的电流吸收能力。
• 电磁干扰：强电磁场可能导致IC故障，使用时要格外小心。
• 热关断电路：IC中的热关断（TSD）电路用于防止热失控，但不能保证在极端高温下IC的正常运行，TSD电路激活后不应继续使用IC。
• 电容使用：输出和GND之间连接的电容应小于1µF，低阻抗引脚连接电容时要注意放电，操作IC时要注意防静电。
• PWM噪声：在PWM控制或VREF控制模式下，PWM开关噪声可能影响控制输入引脚，可在每个控制输入引脚和地之间插入下拉电阻（推荐10kΩ）。

ROHM的BD62x2评估板为工程师提供了一个方便、可靠的平台，用于评估和开发直流有刷电机的驱动解决方案。通过了解其操作模式、测试设置和使用注意事项，工程师可以更好地利用该评估板，实现对电机的精确控制。大家在实际应用中是否遇到过类似的电机驱动问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。