SGM42606：低导通电阻单H桥直流电机驱动器的卓越之选

在电子工程师的日常设计中，电机驱动器是一个关键的组件，它直接影响着电机的性能和稳定性。今天，我们就来深入了解一下SGMICRO推出的SGM42606低导通电阻单H桥直流电机驱动器。

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一、产品概述

SGM42606是一款集成了一个H桥的电机驱动设备，它的功能十分强大，可以驱动直流电机、螺线管、双极步进电机的一个绕组或其他设备。在消费产品、玩具以及其他电池供电的运动控制应用中，都能看到它的身影。

这款设备集成了四个N - MOSFET，工作电源电压范围为2V至12V。在适当的散热条件下，SGM42606能够提供高达6A的峰值输出电流和3A的连续输出电流。其内部电荷泵会生成所需的栅极驱动电压，同时还具备过流、短路、过压、欠压锁定和热关断等多种保护功能。它采用了绿色TQFN - 5.5×3.5 - 24L封装。

二、产品特性

（一）电源电压范围广

电源电压范围为2V至12V，这使得它能够适应多种不同的电源环境，在不同的应用场景中都能稳定工作。

（二）低导通电阻

HS + LS的导通电阻低至72mΩ，低导通电阻可以有效降低功率损耗，提高能源效率，减少发热，延长设备的使用寿命。

（三）高输出电流能力

具备高达6A的峰值输出电流和3A的连续输出电流，能够满足大多数电机的驱动需求。

（四）丰富的保护功能

1. 过压保护：当电源电压超过设定的阈值时，设备会自动采取保护措施，防止因过压对设备造成损坏。
2. 欠压锁定：如果电源电压低于欠压锁定阈值，设备将被禁用，内部逻辑会被重置，直到电压恢复正常才会重新启动。
3. 过流保护：当检测到过流时，会及时切断相应的栅极驱动信号，若过流情况持续超过一定时间，所有H桥MOSFET将被禁用，经过重试时间后再重新启用。
4. 短路保护：能有效防止因输出短路到地、电源或电机绕组之间而引发的故障。
5. 热关断：当设备的结温超过安全范围时，所有桥和驱动器将被关闭，温度恢复到安全水平后，设备会重新开始工作。

   （五）低功耗睡眠模式

   通过nSLEEP引脚控制，当该引脚为低电平时，设备进入低功耗睡眠模式，此时所有内部逻辑、桥和电荷泵都将被禁用，可有效降低功耗。

   （六）环保封装

   采用绿色TQFN - 5.5×3.5 - 24L封装，符合RoHS标准，无铅且无卤化物。

三、应用领域

SGM42606的应用范围非常广泛，包括但不限于以下几个方面：

1. 电动牙刷：为电动牙刷的电机提供稳定的驱动，确保牙刷的正常工作。
2. 剃须刀：能够精确控制剃须刀电机的转速和扭矩，提供更好的剃须体验。
3. 机器人：在机器人的运动控制中发挥重要作用，使机器人能够灵活地移动和操作。
4. 玩具：为玩具提供动力，让玩具更加生动有趣。
5. 遥控直升机和汽车：实现对遥控设备电机的精确控制，提高操控性能。

四、引脚配置与功能

（一）引脚配置

SGM42606采用TQFN - 5.5×3.5 - 24L封装，其引脚配置如下：	PIN	NAME	TYPE	FUNCTION
1, 24	ISEN	I/O	桥接地或电流检测。当nCLIP_EN启用时，连接到电流检测电阻以进行桥电流控制；若不需要电流控制，则直接连接到GND。
2, 3, 4	OUT1	O	设备的输出1。
5	IN1H	I	输入信号，用于输出1的高端MOSFET，高电平有效，内部下拉。
6	IN1L	I	输入信号，用于输出1的低端MOSFET，高电平有效，内部下拉。
7	IN2H	I	输入信号，用于输出2的高端MOSFET，高电平有效，内部下拉。
8	IN2L	I	输入信号，用于输出2的低端MOSFET，高电平有效，内部下拉。
9	nSLEEP	I	睡眠模式输入，低电平有效，弱内部下拉。高电平使能设备，低电平进入低功耗睡眠模式。
10	nCLIP_EN	I	电流限制保护功能使能。逻辑低电平启用电流限制保护功能，逻辑高电平禁用该功能。若该引脚浮空，内部下拉电阻将启用此功能。
11	VINT	-	内部电源旁路，在VINT和GND引脚之间使用一个2.2μF（> 6V）的旁路电容。
12, 13, 14, 15	NC	-	无连接，内部未连接。
16	GND	-	设备接地。
17	VCP	-	栅极驱动电压，在VCP和VCC引脚之间放置一个0.1μF（> 19.2V）的陶瓷电容。
18, 19, 20	VCC	-	设备电源，在VCC和GND引脚之间连接一个0.1μF的旁路电容和一个10μF或更大（> 13.2V）的陶瓷电容。
21, 22, 23	OUT2	O	设备的输出2。
Exposed Pad	GND	-	接地。

（二）引脚功能说明

这些引脚各自承担着不同的功能，通过合理的连接和控制，可以实现对电机的精确驱动和保护。例如，通过IN1H、IN1L、IN2H、IN2L引脚可以控制电机的正反转和速度；nSLEEP引脚可以控制设备的睡眠和唤醒状态；nCLIP_EN引脚可以启用或禁用电流限制保护功能。

五、电气特性

（一）电源相关特性

• 电源电压范围为2V至12V，能够适应不同的电源环境。
• 电源电流在不同条件下有所不同，例如在VCC = 12V，nSLEEP = 3.3V，INxH = INxL = 0V，TJ = +25℃时，典型值为1.6mA；在睡眠模式下，VCC = 12V，nSLEEP = 0V，INxH = INxL = 0V，TJ = +25℃时，典型值为1.5μA。

  （二）逻辑输入特性

• 输入逻辑低电压范围为0V至0.4V，输入逻辑高电压范围为1.5V至5.5V。
• 输入逻辑低电流和高电流也有相应的规定，确保输入信号的稳定性。

  （三）H桥FET特性

• HS FET和LS FET的导通电阻在不同温度和电流条件下有所变化，例如在TJ = +25℃，IOUT = 2A时，HS FET导通电阻典型值为40mΩ；在TJ = -40℃至 +85℃，IOUT = -2A时，LS FET导通电阻最大值为65mΩ。

  （四）电流控制特性

• ISEN跳闸电压典型值为200mV，电流检测消隐时间固定为2.5μs，电流控制PWM频率为33kHz。

  （五）保护电路特性

• 过流保护跳闸电平为6A，过流保护消隐时间为1.8μs，过流重试时间为7.5ms。
• 热关断温度为165℃，热关断温度迟滞为50℃。

六、详细工作原理

（一）桥控制和衰减模式

SGM42606的桥控制和衰减模式通过输入控制逻辑实现。当INxL和INxH都为高电平时，输出的高端和低端N - MOSFET都将关闭，防止出现直通现象。具体的逻辑关系如下：	INxL	INxH	OUTx
0	0	Z
0	1	H
1	0	L
1	1	Z

（二）电流限制保护

电流限制保护通过固定频率的PWM电流调节或电流斩波来实现。当电流达到斩波阈值时，桥会禁用电流，直到下一个PWM周期开始。斩波电流由比较器根据连接到ISEN引脚的电流检测电阻两端的电压与参考电压（200mV）进行比较来设置，计算公式为(I{CHOP }=frac{200 mV}{R{ISENSE }})。当nCLIP_EN为低电平时，电流限制保护功能启用；为高电平时，功能禁用。

（三）死区时间

死区时间用于防止高端和低端MOSFET切换时的交叉导通。SGM42606的死区时间约为220ns（低端关断到高端导通）/170ns（高端关断到低端导通）。

（四）电源和输入引脚

电荷泵用于生成大于VCC的栅极电源，以开启内部N - MOSFET。在VCP和VCC引脚之间需要一个0.1μF的陶瓷电容，在VCC和GND引脚之间应尽可能靠近设备连接一个0.1μF的电容和一个10μF或更大的陶瓷电容。

（五）设备功能模式

nSLEEP引脚为低电平时，设备进入低功耗睡眠模式，此时所有内部逻辑、桥和电荷泵都将被禁用。

七、封装与订购信息

（一）封装信息

SGM42606采用TQFN - 5.5×3.5 - 24L封装，其封装外形尺寸和推荐焊盘尺寸都有详细的规定，方便工程师进行PCB设计。

（二）订购信息

MODEL	PACKAGE DESCRIPTION	SPECIFIED TEMPERATURE RANGE	ORDERING NUMBER	PACKAGE MARKING	PACKING OPTION
SGM42606	TQFN - 5.5×3.5 - 24L	-40℃ to +85℃	SGM42606YTQQ24G/TR	SGM42606 YTQQ XXXXX	Tape and Reel, 3000

其中，XXXXX为日期代码、跟踪代码和供应商代码。

八、总结

SGM42606作为一款低导通电阻单H桥直流电机驱动器，具有电源电压范围广、输出电流能力强、保护功能丰富等优点，适用于多种应用场景。电子工程师在设计电机驱动电路时，可以考虑使用SGM42606，以提高电路的性能和稳定性。同时，在使用过程中，要注意按照推荐的工作条件进行操作，避免超过绝对最大额定值，以确保设备的可靠性。你在实际应用中是否使用过类似的电机驱动器呢？遇到过哪些问题？欢迎在评论区分享你的经验和见解。