Controlador de Motor Simple/Dual TB67H420FTG

El controlador  TB67H420FTG de Toshiba es un controlador de motor de puente H que se puede usar para el control bidireccional de uno o dos motores de DC cepillados a 10 V a 47 V. Puede suministrar hasta aproximadamente 1,7 A continuamente a cada uno de los motores separados o aproximadamente 3.4 A a un solo motor, y puede tolerar corrientes máximas de hasta 4.5 A por canal (doble) o 9 A (único) durante unos segundos, lo que lo convierte en una buena opción para motores de tamaño pequeño a mediano que funcionan a mayor velocidad tensiones El TB67H420FTG es un gran IC, pero su pequeño paquete de montaje en superficie hace que sea difícil para un estudiante o aficionado típico; nuestra placa de corte hace que sea fácil de usar con placas de prueba sin soldadura estándar y perfboards de 0.1 «. Dado que esta placa es portadora de TB67H420FTG, recomendamos una lectura cuidadosa de la hoja de datos TB67H420FTG (460k pdf). La placa incluye puertos con componentes SMD, incluido el TB67H420FTG y un circuito de protección de batería inversa.

Características:

• Controlador de motor puente H de canal único o dual (puede controlar uno o dos motores DC)
• Tensión de alimentación del motor: 10 V a 47 V
• Corriente de salida:
  • hasta 1.7 A continuo (4.5 A pico) por motor en modo de doble canal
  • hasta 3.4 A continuo (9 A pico) en modo de un solo canal
• El corte de corriente configurable limita activamente la corriente del motor a 4,5 A por canal (doble) o 9 A (individual) por defecto; puede reducirse con resistencias externas o fuentes de
• voltaje
• No se necesita suministro de lógica por separado; las entradas son compatibles con 3V y 5V
• La interfaz de entrada flexible proporciona varias opciones para el control
• Bloqueo de baja tensión y protección contra sobrecorriente / cortocircuito y sobretemperatura
• Detección de carga abierta
• La placa de soporte agrega protección de voltaje inverso de hasta 40 V
• Las salidas de error activo-bajo indican sobrecorriente, sobretemperatura o condición de carga abierta
• Tamaño compacto (1.0″× 1.2″)
• Plataforma de tierra expuesta soldable debajo del IC del controlador en la parte inferior de la PCB

Nota: los condensadores de suministro del motor en este controlador están clasificados para 50 V; esto es menos margen que en la mayoría de los controladores de motor, que tienen IC con clasificaciones de 40 V o menos. Tenga esto en cuenta si desea aumentar el límite de alto voltaje de este controlador.

Hardware incluido

Este producto se envía con todos los componentes de montaje en superficie, incluido el controlador IC TB67H420FTG, instalado como se muestra en la imagen del producto. Sin embargo, se requiere soldadura para el montaje de las piezas de orificio pasante incluidas: un cabezal macho de 0.1″ de 1 × 20 pines y tres bloques de terminales de 2 pines y 3.5 mm (para salidas de alimentación y motor de placa).

El cabezal macho de 0.1″ puede romperse o cortarse en piezas más pequeñas según sus necesisades y soldarse en los orificios pasantes más pequeños. Estos cabezales son compatibles con placas de prueba sin soldadura, conectores hembra de 0.1″ y jumpers. Los bloques de terminales se pueden soldar en los orificios más grandes para permitir conexiones temporales convenientes de cables de potencia y motor no terminados. También puede soldar los cables de su motor y otras conexiones directamente a la placa para una instalación más compacta.

Usando el controlador del motor

Las conexiones de motor y potencia se realizan en un lado de la placa y las conexiones de control se realizan en el otro. El controlador requiere un voltaje de operación entre 10 V y 47 V para ser suministrado a la entrada de alimentación, VIN. Esta entrada está protegida de forma inversa hasta 40 V, y el pin VM proporciona un acceso conveniente a la tensión de alimentación protegida en reversa.

En una aplicación típica, se utilizan tres conexiones para controlar cada canal del controlador del motor: INx1 e INx2 para establecer la dirección del motor y PWMx para establecer la velocidad, lo que resulta en el funcionamiento del freno de conducción. La siguiente tabla de verdad simplificada muestra cómo funciona el controlador con este método de control:

Tenga en cuenta el caso especial cuando las seis entradas de control (INA1, INA2, PWMA, INB1, INB2 y PWMB) son bajas: esto pone al controlador en un modo de espera de baja potencia y borra cualquier error activo.

Alternativamente, las líneas de control se pueden reducir a dos pines por canal si las señales PWM se aplican directamente a INx1 e INx2 con PWMx en alto; esto permite la operación de conducción / freno o accionamiento / costa, dependiendo de si la entrada no PWMed se mantiene alta o baja, respectivamente. (Tenga en cuenta que la operación de conducción / freno con este método requiere señales PWM invertidas, es decir, con un pin IN PWMed y el otro en alto, el motor funcionará mientras la señal PWM es baja y frenará mientras está alta). La tabla a continuación muestra todas las combinaciones posibles de las entradas y las salidas del controlador que producen:

De forma predeterminada, el TB67H420FTG se ejecuta en modo de doble canal y controla dos motores de forma independiente, pero opcionalmente se puede configurar para funcionar en un modo de canal único paralelo, en el que puede entregar aproximadamente el doble de corriente a un solo motor. Para seleccionar el modo de un solo canal, conecte el pin HBMODE a un alto voltaje lógico; el pin VCC adyacente proporciona un lugar conveniente para hacerlo, ya sea con un trozo corto de cable o con cabezales macho y un bloque de cortocircuito de 0.1″.

En el modo de un solo canal, las pines A+ y A- deben conectarse para formar una salida de motor, y B+ y B- deben conectarse para formar la otra. Las entradas A controlan el motor y las entradas B no se utilizan; el controlador ingresa al modo de espera cuando las tres entradas de control A están bajas.

Controlador de Motor Simple/Dual TB67H420FTG en Modo Canal Dual Controlador de Motor Simple/Dual TB67H420FTG en Modo Canal Simple

El TB67H420FTG puede detectar varios estados de falla (error) que informa al controlar uno o ambos pines LO bajos (la hoja de datos describe lo que significa cada combinación de LO1 y LO2). De lo contrario, estos pines se levantan a VCC (5 V) por la placa. Los errores están bloqueados, por lo que las salidas permanecerán apagadas y la bandera de error permanecerá activada hasta que se borre el error al alternar el modo de espera o desconectar la alimentación del controlador.

Pinout

Diagrama de salida de Pines Controlador de Motor Simple/Dual TB67H420FTG.

Limitacion actual

El TB67H420FTG puede limitar activamente la corriente a través de los motores mediante el uso de una regulación de corriente PWM de frecuencia fija (corte actual). Esta placa de soporte conecta los divisores de voltaje a los pines VREFA y VREFB que establecen el voltaje de referencia a aproximadamente 3,6 V.

En el modo de doble canal, esto da como resultado un límite de corriente nominal de 4.5 A por canal. Puede bajar el límite de cada canal del motor agregando una resistencia entre el pin VREF correspondiente y GND, o puede aplicar un voltaje (3.6 V máx.) Directamente al pin VREF. La fórmula para los umbrales de corte actuales en el modo de doble canal es Iout = VREF × 1.25.

En el modo de canal único, la tensión de referencia predeterminada de 3,6 V da como resultado un límite nominal de corriente de un solo canal de 9 A. La fórmula para el umbral de corte actual en modo de un solo canal es Iout = VREF × 2.5.

Consideraciones sobre la disipación de energía en el mundo real

La hoja de datos TB67H420FTG recomienda una corriente continua máxima de 4.5 A, y esta placa de soporte limita la corriente del motor a la misma cantidad. Sin embargo, el chip en sí mismo normalmente se sobrecalentará a bajas corrientes. En pruebas, descubrimos que el chip podía entregar 4.5 A por canal por solo unos segundos antes de que la protección térmica del chip entrara en funcionamiento y desactivara las salidas del motor; una corriente continua de aproximadamente 1.7 A por canal fue sostenible durante muchos minutos sin provocar un apagado térmico. Controlar solo un canal a la vez aumenta la corriente sostenible a casi 2.5 A por canal, y en el modo de canal único, el controlador puede entregar aproximadamente 3.4 A continuamente sin sobrecalentamiento.

La corriente real que puede entregar dependerá de qué tan bien pueda mantener fresco el controlador del motor. La placa de circuito impreso del operador está diseñada para ayudar con esto extrayendo calor del chip del controlador del motor. PWMing el motor introducirá calefacción adicional proporcional a la frecuencia.

Nota: Este producto puede calentarse lo suficiente como para quemarlo mucho antes de que el chip se sobrecaliente. Tenga cuidado al manipular este producto y otros componentes conectados a él.

Diagrama esquemático

Diagrama esquemático del Controlador de Motor Simple/Dual TB67H420FTG.

Este diagrama también está disponible como PDF descargable (158k pdf)