TDA7272直流电动机速度控制器

TDA7272是微型少槽直流电动机速度控制单片集成电路，适用于盒式录放机。它利用此种电动机电流中包含的转速频率信息实现速度闭环控制，再加上电流闭环控制获得系统的长时间稳定性和快速整定性能。正转和反转速度可分别整定。有短路电流保护和过热保护功能。H桥驱动输出，工作电压为5~18V,最大输出电流为1A。采用20脚DIP塑料封装方式。

1.工作原理TDA7272是一个设计独特的转速控制系统，它不必使用外加测速发电机，它的速度信息来自电动机的电流。通常使用的微型直流电动机只有少量的基数槽，如3、5、7…槽。运

转时电动机电流中包含每转确定个数的交变谐波分量。利用这个转速频率信息可替代低分辨率的交流测速发电机。由于每转极数少，系统响应性能差。再用一个前馈回路以改善这个系统。它利用芯片内附加控制支路检测出电动机电流平均值，引入控制回路。这个没有延迟的环路，使系统具有快速整定性能。

如图2-41所示，电动机电流流过接10脚和地之间的采样电阻R,。速度信息从10脚经电容Cp引到1脚，Cb和1脚输入电阻5000构成一个高通滤波器。1脚内有25mV偏压，每输入一个过.零信号，使输入比较器翻转一次，比较器有10mV的滞环，以抑制噪声影响。随后到微分器，微分器输出到触发单稳电路。单稳电路的输出电流和持续时间T是由外接元件Cr和RT整定的。单稳电路输出电流代表实际转速。由17、20脚的外接电位器Rpi,Rp₂设定速度，经内电路变为代表设定速度的参考电流，在误差放大器反相输入端(14脚)与单稳电路电流相比较。

第二个快速环路由电压/电流(V/I)变换器组成，电流采样信号经R₁、C₁低通滤波后从8脚输入，由PNP管电流镜象使输出

电流注入到内部电阻R₆上。快速回路信号和误差放大器输出信号叠加后送人功率输出级。H桥式功率级由四个达林顿晶体管及续流二极管组成。

由18和19脚不同逻辑组合使功率输出级有三种工作方式：

(1)正常运转、正转或反转。两个上桥臂晶体管工作于跟随器工作状态，而下桥臂为开关状态。

(2)停机。上桥臂开路，下桥臂导通。

(3)高阻态。H桥四晶体管全部截止。

当电源电压大于20V或芯片结温高于150℃时，H桥呈高阻态。内部有短路电流保护，当输出电流大于1.5A时动作。

芯片内设有3.5V电源，供各部分电路使用。

2.引脚功能与应用

引脚1:触发输入。将10脚电动机电流信号经电容Cp引入1脚。如图2-42所示，1脚内有25mV的偏压和10mV的带环，触发电平是0V。因此，采样电阻R,应取足够大，应使在1脚的负向脉冲信号大于30mV。但这个值对V/I变换的8脚输入又太大，常用两个

电阻分压后输入给8脚，R,=R₄+R₂,

引脚2、3:定时电阻和电容(R、CT)端。由RT决定一恒流值向Cr充电，达到内部门槛电压后快速放电。R┐和Cr决定了单稳电路的输出脉冲宽度。

T=2.88RTCT

引脚6、7:空脚。

引脚4、5、15、16:地。

引脚8:V/I变换器的输入端。此变换器产生负阻输出，Rour=-9R,。此负阻用来补偿电动机电枢电阻R,可取R,≤R./9。如

前所述，R.的取值还受1脚信号需求的限制。因此取R。₂满足下式即可：

R,₂=R./10

引脚9和12:接电动机的驱动输出端。引脚10:接电流采样电阻R。

引脚11:电源正极。

引脚13和14:误差放大器输出和反相输入端.内部同相输入端接一基准电压2.3V。在稳态下，通常使单稳电路输出脉冲占空比为50%左右。这样，转速n(r/min)和电动机换向器片数(即转子槽数)M有下列关系：

式中RRP17、20脚的外接电阻并联值。

引脚17、20:速度调节端。取Rp,Rp₂不同电阻值可设定正转和反转的转速。如果正反转转速相同，可共用一个电阻RRP。

引脚18、19:功能逻辑控制输入端。由两脚输入逻辑电平组合控制驱动输出工作方式，见表2-5。

表2-518,19脚逻辑组合功能控制

按典型应用电路，当电源电压变化为6～16V、电动机负载转矩变化为0.08～1.2mN·m,则电动机转速变化在0.2%以内。这里使用的电动机是3槽的，R.=160,工作转速n=2000r/min。电路使用外接元件数据见表2-6,表中还给出了参数改变可能引起性能改变的情况。

3.其他应用该芯片也可用于外接各种测速发电机的应用，如电磁式单相交流测速发电机、光电编码器、霍尔测速发电机等。

注意测速信号从1脚输人时，最好有双二极管筘位。图2-43所示例子中，由微处理器给出18、19脚控制逻辑信号和速度设定电平(从微处理器的D/A给出)。

也可由9和12脚输出外接大功率H桥集成电路(如L298等),以扩大输出电流，供较大功率电动机的驱动。

表2-6外接元件参数的选择