隨著集成電路制造技術(shù)的發(fā)展，集成功率放大器的性能不斷提高。當前，出現(xiàn)了許多用于中小型直流電機及步進電機驅(qū)動的性能優(yōu)良的集成電路產(chǎn)品。對于中小型直流電機及步進電機控制電路的設(shè)計人員來說，選用性能參數(shù)都比較合適的集成功率放大器，與采用分立元件設(shè)計的功放電路相比，不但能減小功放電路的體積，提高功放電路的整體性能；而且由于集成功放中設(shè)計了多種多樣的保護電路，從而可以減少系統(tǒng)發(fā)生故障的可能性，提高電路的可靠性。例如，美國國家半導(dǎo)體公司National Semiconductou Inc.)推出的DMOS全橋電機驅(qū)動器LMD18245，只需外接兩個電阻和兩個電容，即可實現(xiàn)電機的全橋驅(qū)動、數(shù)字電流控制、過流保護、過熱保護、欠壓保護、防止對管直通等功能，充分體現(xiàn)了集成功放電路外圍電路簡單、性能穩(wěn)定可靠、控制功能全面的特點。

    LMD18245是為中小型直流電機及兩相步進電機設(shè)計的功率放大集成電路。NS公司在該種芯片的制造過程中應(yīng)用了多種技術(shù)以達到在單個芯片上同時集成雙極性邏輯電路、CMOS邏輯電路以及DMOS功率開關(guān)電路的目的，從而使芯片內(nèi)部不僅包含了DMOS開關(guān)功率放大電路，還包含了直流電機和步進電機驅(qū)動及控制所需的所有電路模塊，如四位D/A轉(zhuǎn)換器、電機電流傳感放大器、比較器、單穩(wěn)電路、輸入及控制邏輯、過流保護、欠壓保護、過熱保護等。在負載電流的測量上，針對在電機回路中串入傳感電阻測量電機電流，將導(dǎo)致較大功率損耗的缺陷，NS公司采用了一種基本上無功率損耗的新型電流傳感技術(shù)，使低成本下的無功率損耗電流測量成為可能。由于采用了固定切斷時間的斬波放大器(Fixed Off-time Chopper)及內(nèi)置四位D/A轉(zhuǎn)換器，該芯片可以很容易完成電機電流的數(shù)字控制，實現(xiàn)步進電機的微步驅(qū)動。另外，LMD18245中的全DMOS H－橋功率開關(guān)低導(dǎo)通電阻特性，使其具有很高的功放效率。

    1.主要性能參數(shù)及引腳定義

    1.1 LMD18245的主要性能參數(shù)

    · 工作溫度范圍： -40℃～+125℃
    · 電機電源電壓范圍：+12V～+55V
    · 最大邏輯電壓：+12V
    · 最大輸出持續(xù)電流：3A
    · 最大輸出峰值電流：6A
    · 最小輸入脈沖寬度：2μs
    · 電流傳感器最大線性誤差（0.5A～3A）：±9%

    1.2 LMD18245引腳定義

    LMD18245采用15腳TO-220封裝，引腳排列如圖１所示。各引腳功能如下：

    · OUT 1,OUT2: DMOS H－橋功放輸出 接負載電機。
    · COMP OUT: 比較器輸出。當電流傳感器引腳CS OUT的電壓超過D/A轉(zhuǎn)換器給定電壓時，比較器翻轉(zhuǎn)，觸發(fā)單穩(wěn)電路工作，切斷電機供電電路。
    · RC: 單穩(wěn)電路時間參數(shù)引腳。在該引腳與地之間連接一并聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)，可以將單穩(wěn)脈沖的寬度設(shè)置為1.1RC秒。
    · PGND: 電機電源地。
    · M4,M3,M2,M1: D/A轉(zhuǎn)換器的二進制數(shù)字輸入，其中Ｍ４為最高位。
    · Vcc: 電機電源端。
    · BRAKE:急停引腳。當該引腳為邏輯高電平輸入時，H－橋的兩個輸入開關(guān)迅速將負載短路，從而使負載電流迅速衰減到零，達到″緊急剎車″的  效果。其真值表見表１。
    · DIRECTION 方向邏輯輸入引腳，邏輯電平與負載方向的關(guān)系見表１。
    · SGND: 邏輯電源地。
    · CS OUT: 電流傳感放大器輸出，電流傳感器的典型值為每安培負載電流輸出250 μA。
    · DAC REF: D/A轉(zhuǎn)換器參考電壓輸入，D/A轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為。

    ２ 工作原理
    2.1 LMD18245的工作過程

    LMD18245的內(nèi)部功能框圖如圖２所示其控制方式采用固定關(guān)斷時間斬波放大(Fixed Off-time Chooper) 技術(shù)，工作過程如下：
    上電后，在BRAKE信號無效，且保護邏輯無輸出的情況下 電機按DIRECTION信號的方向轉(zhuǎn)動電流傳感放大器采樣電機電樞電流，經(jīng)13腳的RC網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為電壓值，與D/A轉(zhuǎn)換輸出的預(yù)定閥值相比較。如果當前的電流使轉(zhuǎn)換的電壓值小于閥值則控制Ｈ－橋輸入開關(guān)(Source Switch:S1或S2)及對角的輸出開關(guān)(Sink Switch:S4或S3)保持導(dǎo)通電源電壓全部加在負載上使負載電流通過電源→S1→負載→S4→地或電源→S2→負載→S3→地的回路圖3a及圖3b