SGM42560/1/2：三相集成FET电机驱动器的卓越之选

在电机驱动领域，高效、可靠且功能丰富的驱动器至关重要。SG Micro Corp推出的SGM42560/1/2系列三相集成FET电机驱动器，以其出色的性能和全面的功能，为三相无刷直流（BLDC）电机驱动应用提供了理想解决方案。

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产品概述

SGM42560/1/2系列是一款三相半桥驱动器，专为驱动三相无刷直流电机而设计。该系列器件集成了三个电流感测放大器（CSA），可用于感测BLDC电机的三相电流。不同型号在控制输入上有所差异：SGM42560为每个半桥提供ENx和PWMx控制输入；SGM42561为每个半桥提供HSx（高端控制输入）和LSx（低端控制输入）；SGM42562则具备霍尔信号（Hx）接口。内部电荷泵可生成所需的高端栅极驱动电压。此外，该系列器件还具有多种保护功能，如欠压锁定（UVLO）、过流保护（OCP）和热关断（TSD），nFAULT引脚用于指示故障问题。器件采用绿色TQFN - 3×4 - 24L封装。

关键特性

高电压和大电流处理能力

• 宽工作电压范围：工作电源电压范围为3V至18V，能适应多种电源环境，为不同的应用场景提供了灵活性。
• 强大的输出电流能力：具备2.5A的连续电流和5A的峰值电流输出能力，可满足大多数三相BLDC电机的驱动需求。

低导通电阻

在+25℃时，高侧（HS）和低侧（LS）FET的导通电阻总和为170mΩ，有效降低了功率损耗，提高了驱动器的效率。

多样化的控制输入

不同型号提供了不同的控制输入方式，可根据具体应用需求选择合适的型号，满足多样化的控制要求。

集成低侧电流感测

集成的低侧电流感测功能，可用于实现过流保护、外部扭矩控制或与外部控制器配合实现无刷直流换向。

内置LDO稳压器

提供3.3V、50mA的LDO稳压器，可为内部逻辑和外部电路（如霍尔效应传感器或微控制器）供电，减少了外部电源的需求，简化了电路设计。

支持100% PWM占空比驱动

能够支持100%的PWM占空比驱动，实现对电机速度和扭矩的精确控制。

自动同步整流

自动同步整流功能可减少体二极管导通损耗，降低器件的功率损耗，提高系统效率。

全面的保护功能

具备欠压锁定（UVLO）、可调节阈值的过流保护（OCP）和热关断（TSD）等保护功能，有效保护器件免受异常情况的损害，提高了系统的可靠性。

应用领域

该系列驱动器适用于各种三相BLDC电机驱动应用，如工业自动化、机器人、电动工具等领域。在这些应用中，电机的高效运行和精确控制至关重要，SGM42560/1/2系列驱动器能够满足这些需求，为系统提供稳定可靠的动力支持。

引脚配置与功能

不同型号的SGM42560/1/2在引脚配置上有所不同，但都包含了电源引脚、控制引脚、输出引脚和保护引脚等。以下是一些关键引脚的功能：

• 电源引脚：VIN为电源输入引脚，需在VIN和GND之间连接至少一个0.1µF的陶瓷电容；VIN_LDO为V3P3 LDO的输入电源引脚，建议直接连接到VIN，并在其与GND之间连接至少一个0.1µF的陶瓷电容。
• 控制引脚：不同型号的控制引脚不同，如SGM42560的ENA、PWMA等，用于控制电机的运行；nSLEEP为睡眠模式输入引脚，低电平有效，可使器件进入低功耗睡眠模式。
• 输出引脚：SA、SB、SC为三相输出引脚，分别对应电机的三相；SOA、SOB、SOC为电流感测输出引脚，可用于监测各相的电流。
• 保护引脚：nFAULT为故障指示引脚，当发生故障（如过流、热关断等）时，该引脚会拉低。

电气特性

在典型工作条件下（TJ = +25°C，VIN = 10V，LSS = GND = 0V），该系列驱动器具有以下电气特性：

• 电源特性：输入电源电压范围为3V至18V；静态电流在nSLEEP为高、ENx为低时为2.8 - 3.6mA，nSLEEP为低时为45 - 60µA。
• 控制逻辑特性：输入低阈值为0.4V，输入高阈值为1.5V；逻辑输入电流在VIN = 5V时为 - 20至20µA，VIN = 0V时为 - 20至20µA；上电延迟为0.8ms；内部下拉电阻为500kΩ。
• V3P3稳压器特性：V3P3引脚电压在输出电流为0mA至50mA时为3.30 - 3.65V。
• 保护电路特性：UVLO阈值在VIN上升时为2.64 - 2.95V，UVLO迟滞为200mV；OCP阈值在ROCP = 0Ω时为2.5 - 4.5A，ROCP浮空时为4.6 - 8.0A；OCP消抖时间为1µs；热关断阈值在TJ上升时为170°C，热关断迟滞为30°C。
• 电流感测特性：电流感测比率为1/3600 - 1/4400 A/A；电流感测输出电流在LS FET电流为1A时为230 - 270µA， - 1A时为 - 270至 - 230µA，100mA时为19 - 31µA， - 100mA时为 - 31至 - 19µA；电流感测输出电压摆幅在LS FET电流为±0.25A时为0.05 - 3.7V。
• 输出特性：HS FET导通电阻在I OUT = 1A时为40 - 125mΩ，LS FET导通电阻在I OUT = 1A时为40 - 130mΩ；输出上升时间和下降时间在R LOAD = 50Ω时为25ns；死区时间在R LOAD = 50Ω时为40ns；PWMx到Sx的延迟时间上升为70ns，下降为90ns。
• 电荷泵特性：电荷泵输出电压为VIN + 3.7V。

典型性能特性

通过一系列的典型性能特性曲线，我们可以直观地了解该系列驱动器在不同工作条件下的性能表现。例如，在不同占空比下的稳态和功率斜坡上升、下降过程中，驱动器的输出电压、电流等参数的变化情况；以及UVLO阈值、电流感测比率、FET导通电阻等参数随温度的变化情况。这些特性曲线为工程师在设计电路时提供了重要的参考依据。

详细功能描述

输入逻辑

不同型号的SGM42560/1/2具有不同的输入逻辑。SGM42560通过ENx和PWMx控制输出；SGM42561通过HSx和LSx控制输出；SGM42562的换向逻辑由基于三个间隔120°的霍尔传感器输入的组合逻辑控制，PWM输入控制电机速度，DIR输入控制电机方向，nBRAKE输入可用于电机制动。

nSLEEP操作

nSLEEP为低电平时，器件进入睡眠模式，可降低功耗。在nSLEEP拉高后，建议至少等待4ms再施加PWM信号，以确保电荷泵正常启动。

电流感测放大器

集成的三个高性能LS电流感测放大器可用于电流测量。通过连接一个电阻（RREF）从SOx到参考电压，可将电流转换为电压输出。具体的计算公式为：VSOUT = VREF + (RREF × ILOAD) / 4000。

自动同步整流

该功能可减少体二极管导通损耗，提高器件效率。当半桥的两个功率FET都关断时，自动同步整流功能会使电感电流通过FET而不是体二极管衰减。

nFAULT输出

nFAULT为开漏输出，需外部上拉。在过流（OC）或热关断（TSD）情况下，nFAULT会拉低。

UVLO保护

当VIN电源电压低于UVLO阈值时，所有集成FET、驱动器电荷泵和数字逻辑控制器将被禁用，内部逻辑将被复位。当电源电压高于UVLO阈值时，器件将恢复正常运行。

热关断（TSD）

当器件结温超过热关断阈值时，所有桥和驱动器将被关断，nFAULT将拉低。当温度回到安全水平时，器件将恢复运行。

过流保护

通过监测FET中的电流来检测MOSFET过流事件。如果FET中的电流超过I OCP阈值且持续时间超过消抖时间，三个半桥将被禁用，nFAULT引脚将拉低。过流关断将被锁存，直到nSLEEP复位或VIN电源循环。

3.3V LDO输出

提供3.3V、50mA的LDO稳压器，需在V3P3引脚和GND之间连接一个4.7μF至10μF的旁路电容。

电荷泵

电荷泵用于生成高于VIN的栅极电源，以开启高端FET。需在VIN和VCP引脚之间连接一个1µF（10V或更高）的陶瓷电容。

封装信息

该系列器件采用绿色TQFN - 3×4 - 24L封装，提供了详细的封装外形尺寸、推荐焊盘图案、卷带和卷轴信息以及纸箱尺寸等。这些信息对于电路板设计和器件安装非常重要。

总结

SGM42560/1/2系列三相集成FET电机驱动器凭借其丰富的功能、出色的性能和全面的保护特性，为三相BLDC电机驱动应用提供了一个高效、可靠的解决方案。电子工程师在设计电机驱动系统时，可以根据具体需求选择合适的型号，并结合其电气特性和功能特点进行合理的电路设计。你在使用这款驱动器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。