ROHM BH6799FVM：5V单相同步全波风扇电机驱动芯片的深度解析

在电子设备的散热系统中，风扇电机驱动芯片起着至关重要的作用。今天我们要深入探讨的是ROHM公司的BH6799FVM，一款专为笔记本电脑散热风扇电机设计的5V单相同步全波风扇电机驱动芯片。

文件下载：BH6799FVM-GTR.pdf

芯片概述

BH6799FVM采用Bi - CMOS工艺，实现了低导通电阻、低功耗和安静驱动。其紧凑的MSOP8封装（尺寸为2.90mm x 4.00mm x 0.90mm），非常适合应用于空间有限的设备，如笔记本电脑散热风扇。

芯片特性

• BTL软开关驱动：这种驱动方式有助于减少开关噪声，实现更安静的运行。
• 霍尔元件恒压输出：为霍尔元件提供稳定的电压，保证电机控制的准确性。
• 锁保护和自动重启：无需外部电容，通过内部计数器设置锁检测开启时间（Ton）和锁检测关闭时间（Toff），提高了电机的可靠性。
• 转速脉冲信号（FG）输出：方便用户监测电机的转速。

关键参数

绝对最大额定值

参数	符号	限制	单位
电源电压	Vcc	7	V
功耗	Pd	585*	mW
工作温度	Topr	-40 至 +105	℃
存储温度	Tstg	-55 至 +150	℃
输出电流	Iomax	1000**	mA
FG信号输出电压	Vfg	7	V
FG信号输出电流	Ifg	5	mA
结温	Tjmax	150	℃

注：在Ta = 25ºC（70.0mm×70.0mm×1.6mm玻璃环氧板）以上，功耗以4.68mW/℃的速率降低，且该值不得超过Pd。

工作条件

参数	符号	限制	单位
工作电源电压范围	Vcc	2.0 至 6.0	V
霍尔输入电压范围	Vh	0.4 至 Vcc - 1.1	V

电气特性

在Ta = 25°C、Vcc = 5V的条件下，芯片的部分电气特性如下：	参数	符号	最小值	典型值	最大值	单位	条件	特性
电路电流	Icc	-	5	8	mA		图1
输入失调电压	Vhofs	-	-	± 6	mV		-
输出电压	Vo	-	0.32	0.49	V	Io = 250mA 上下总和	图2、3
输入 - 输出增益	Gio	45	48	51	dB		-
FG低电压	Vfgl	-	-	0.3	V	Ifg = 3mA	图4
输入滞后电压	Vhys	± 5	± 10	± 15	mV		图5
锁检测开启时间	Ton	0.35	0.50	0.65	s		图6
锁检测关闭时间	Toff	3.5	5.0	6.5	s		图7
霍尔偏置电压	Vhb	1.1	1.3	1.5	V	Ihb = 5mA	图8

真值表

H+	H-	OUT1	OUT2	FG
H	L	H	L	L(输出Tr : ON)
L	H	L	H	H(输出Tr : OFF)

功能详解

锁保护和自动重启电路

通过霍尔信号检测电机旋转，利用内部计数器设置锁检测开启时间（Ton）和锁检测关闭时间（Toff），无需外部元件。这一功能大大提高了电机的稳定性，当电机出现锁定情况时，能够自动重启，减少人工干预。

软开关功能（静音驱动设置）

霍尔放大器的输入信号被放大以产生输出信号。当霍尔元件输出信号较小时，输出波形的切换梯度较平缓；当信号较大时，切换梯度较陡峭。通过输入合适的霍尔元件输出信号，可使输出波形充分摆动，实现安静驱动。

霍尔输入设置

霍尔输入电压范围在工作条件中有明确规定。通过调整霍尔元件偏置电阻R1的值，可使霍尔放大器的输入电压处于“霍尔输入电压范围”内，包括信号幅度。同时，为了减少霍尔信号的噪声，可根据电路板布线情况，在适当位置放置电容C1和C2。

安全措施

反向连接保护二极管

电源反向连接会导致芯片损坏，因此在电源和Vcc之间必须添加反向连接破坏预防二极管，以保护芯片。

应对反电动势引起的Vcc电压上升

反电动势会产生再生电流到电源，当连接反向连接保护二极管时，由于二极管阻止电流流向电源，Vcc电压会上升。此时，可在Vcc和GND之间放置电容或齐纳二极管，必要时两者都添加。

GND线PWM开关问题

不要对GND线进行PWM开关，因为这无法保证GND端子的电位最低，可能会影响芯片的正常工作。

FG输出

FG输出为开漏输出，需要上拉电阻。添加电阻R1可保护芯片，避免FG输出端子直接连接电源时超过绝对最大额定值而损坏芯片。

热降额曲线

热降额曲线表示芯片在不同环境温度下可消耗的功率。芯片可消耗的功率在一定环境温度下开始衰减，其梯度由热阻θja决定。热阻θja受芯片尺寸、功耗、封装环境温度、封装条件、风速等因素影响。图18展示了在特定条件下（安装70 [mm] x 70 [mm] x 1.6 [mm]的FR4玻璃环氧板，铜箔面积低于3 [%]）测量的热降额曲线。

使用注意事项

绝对最大额定值

当电源电压或工作温度超过绝对最大额定值时，芯片可能会损坏。如果预计会超过额定值，应考虑添加电路保护装置，如保险丝。

电源连接

电源极性反接会损坏芯片，连接电源时要格外小心，可添加外部方向二极管。

电源线

反电动势会导致再生电流流向电源线，可在电源和GND之间放置电容来引导再生电流。选择电容时，要确保其特性符合要求，特别是在使用电解电容时，要考虑低温下电容特性的变化。

GND电位

由于电机反电动势的影响，电机输出端子可能会低于GND端子电位。在所有工作条件下，GND端子的电位必须是最低的，同时要确保除GND和电机输出端子外的所有端子，包括瞬态特性，都不会低于GND电压。

热设计

根据实际工作条件下的功耗（Pd）进行热设计，留出足够的余量。

引脚短路和安装错误

在将芯片安装到印刷电路板上时要小心，任何连接错误或引脚短路都可能损坏芯片。

强电磁场中的操作

在强电磁场环境中使用芯片时要谨慎，因为这可能会导致芯片故障。

ASO

使用芯片时，要设置输出晶体管，使其不超过绝对最大额定值或ASO。

热关断电路

芯片内置热关断电路（TSD电路），工作温度为175ºC（典型值），具有25ºC（典型值）的滞后宽度。当芯片温度升高，TSD电路工作时，输出端子变为开路状态。TSD电路仅用于关闭芯片以防止热失控，不能保证芯片的保护和正常运行。

应用板测试

在应用板上测试芯片时，连接低阻抗引脚的电容会对芯片造成压力。每次操作后要对电容放电，在检查过程中连接或移除夹具时要先关闭芯片电源，组装过程中要对芯片进行接地处理，运输和存储时也要采取类似的防静电措施。

GND布线模式

当同时使用小信号和大电流GND模式时，建议将两种接地模式隔离，在应用的地电位处设置单个接地点，以避免大电流引起的布线电阻和电压变化影响小信号接地电压。同时，要注意不要改变任何外部组件的GND布线模式。

输出和GND之间的电容

当在输出和GND之间连接大电容时，如果Vcc因某种原因短路到0V或GND，电容中充电的电流可能会流入输出端，导致芯片损坏。因此，输出和GND之间的电容应保持在100uF以下。

IC端子输入

当未向IC施加Vcc电压时，不要向每个输入端子施加电压。当输入端子施加高于Vcc或低于GND的电压时，由于IC结构会激活寄生元件，导致电路之间相互干扰，最终可能导致故障和损坏。

总结

ROHM的BH6799FVM芯片以其低功耗、紧凑封装和丰富的功能，为笔记本电脑散热风扇等紧凑型5V风扇提供了优秀的驱动解决方案。在使用过程中，严格遵守各项参数和注意事项，能够确保芯片的稳定运行，延长电机的使用寿命。电子工程师在设计相关电路时，应充分考虑芯片的特性和要求，以实现最佳的性能和可靠性。你在使用类似芯片时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。