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由SA51和MSP430F1121组成的驱动控制系统

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

  摘要:介绍了脉宽调制功率放大器SA51和16位单片机MSP430F1121的基本特性,给出了由它们组成的两片式的电机转速控制系统的简单应用方法和电路。
  关键词:SA51MSP430F1121脉宽调制DCO捕获
  
  现在的电子设备往往要求体积小、重量轻、效率高,通常在苛刻的环境条件下,尤其在军工产品中,设计者非常希望使用单片或双片系统以尽可能地减少器件数量。SA51和MSP430F1121以其自身的高集成度和强大功能成为组成双片驱动控制系统的理想选择方案。该方案可广泛应用在对电机、电磁阀的控制系统中。
  
  1SA51简介
  
  1.1SA51的特点参数
  
  SA51是由美国APEX公司生产的脉宽调制功率放大器,它能为负载提供5A的连续电流。该全桥放大器能在很宽的供电电源范围内工作,对桥上臂和下臂开关的驱动和控制电路混合集成在器件内,用户只需提供与TTL电平兼容的PWM信号就可进行四象限模式的幅值和方向同时控制,而且与数字控制器的接口非常简单。SA51的内部电路可提供适当的死区时间间隔以保护桥的四个N沟道场效应管,场效应管的导通电阻很低,而开关速度却很高(最高可达500kHz),效率可达97%。对于空闲/休眠模式或错误保护,SA51提供有与TTL兼容的禁止管脚来关断四个场效应管。SA51采用8脚TO-3封装,可安装在小型散热器上或直接焊装在印制电路板上。
  
  SA51的电气极限参数如下:
  
  *供电电压+Vs:80V;
  
  *峰值输出电流:7A;
  
  *逻辑供电电压Vcc:16V;
  
  *内部功耗:120W;
  
  *管脚焊接温度(10s):300℃;
  
  *环境温度:150℃;
  
  *贮存温度:-65~150℃;
  
  *使用温度:-65~125℃;
  
  **输入端输入电压:0~Vcc;
  
  *禁止端输入电压:0~Vcc。
  
  1.2SA51的结构功能
  
  SA51放大器的原理框图如图1所示。现将各管脚的功能描述如下:
  
  Vcc:内部逻辑电路和MOSFETS上臂和下臂驱动器的低压电源;
  
  Vs:H桥供电电源,MOSFETS从这个电源端获得输出电流,该脚电压范围为Vcc~+80V,MOSFETS标称值为100V。该脚到地的旁路电容可滤除电压被动,以确保在开关期间供电电压的稳定,该电容应尽量靠近Vs管脚;
  
  AOUT:半桥的输出脚A,当PWM输入为高时,该脚输出为Vs;
  
  BOUT:半桥的输出脚B,当PWM输入为低时,该脚输出为Vs;
  
  RSENSE:两个半桥下臂的共同联接点,可连接一个到Vs地的检测电阻以检测电流,实际上该脚也可以直接连到Vs的地。但该管脚相对于Vs地的最大允许电压±2V;
  
  GND:输入逻辑和Vcc的地;
  
  PWM输入:用于输入与TTL兼容的PWM信号,占空比在0%~100%之间;

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