无传感器的直流无刷电机控制器ML4425及其应用（

（28）GND：信号地与功率地端。

2.2 ML4425的参数

2.2.1 ML4425极限值（绝对最大额定值）

权限值是指器件的应力额定值，一旦超过可能导致器件永久性损坏，它们并非器件的工作参数。

电源电压（脚14）V_DD：14V；

逻辑输入（SPEED FB，BRAKE）：（GND－0.3）～7V；

所有其它输入和输出：（GND－0.3）～（V_DD＋0.3）；

输出电流（LA、LB、LC、HA、HB、HC）：±50mA；

结温：150℃；

储存温度：－65℃～150℃；

引脚焊接温度：260℃（10s内）。

2.2.2 ML4425的运行条件

温度范围 ML4425GX 0～70℃；

ML4425IX －40～85℃。

V_DD 10.8～13.2V。

2.2.3 ML4425的电特性

ML4425的电气参数如表1所列。

表1 ML4425电气参数

除非另有说明，通常V_DD=12V±10％，R_SENSE=1Ω，C_VCO=10nF，C_IOS=100pF，R_REF=137kΩ，T_A=工作温度（注1，注2）。

注1：限制的保证是作100％测量，取样或在最坏测试条件下调节。

注2：关于状态的解释参见图4和表2。

注3：脚BRAKE和脚UV FAULT在IC内部均有一只4kΩ电阻器接到基准电压。

3 ML4425的功能原理

ML4425为无传感器型速度控制的三相BLDC直流无刷电动机提供了全部电路。控制器的功能包括：起动电路、反电动势换向控制、脉宽调制PWM的速度控制、固定的停歇时间电流限制、制动、欠压保护。

起动电路把电机校准在已知位置，随后斜升电机速度产生一个反电势信号。通过构成的一个锁相环路，反电势取样电路可控制换向时间。换向控制电路又输出一个速度反馈（SPEEDFB）信号，用于速度控制回路。速度控制回路由一个误差放大器和PWM比较器组成，它产生一个PWM占空比调节速度。电机电流由一个固定停歇时间PWM关闭比较器来限制，它受控于外部传感电阻器。

换向控制、PWM速度控制和电流限制共同结合，产生输出驱动器信号。六路输出驱动器用于提供选通信号给外部三相桥式功率级，按直流无刷电机的电压和电流要求进行测量。其它功能包括：制动功能和欠压保护电路。一旦ML4425供电V_DD变为低压时，可关闭输出驱动器。

3.1 元件的选择

选择IC外部元件需要根据电机的电气参数和机械参数作一些计算。下面列出这些计算需要的电机参数：

直流电机电源电压 V_MOTOR（V）；

最大工作电流 I_MAX（A）；

磁极的数目 N；

反电势常数 K_e（V_－S/R_ad）；

电机的转矩常数 K_t(N·m/A)(K_t=K_e，单位SI)；

最大运行速度 RPM_MAX（r/min）；

电机和负载的转动惯量 J(kg·m²)；

电机和负载的粘滞阻尼因数 ξ。

如果不知道上述一个值或几个值，仍然可能得到合适的ML4425外部元件数值，但需要做一些实验来确定其最佳值。除非另有特殊说明，所有的数量单位都用SI。下面的公式应考虑最佳起始点。所有计算的电容器和电阻器，都应采用最接近标准值的第一个近似值作为选择。

3.2 电源和基准参考电压

电源电压V_DD通常为12V±10％。应尽量靠近V_DD端对地接一只100nF旁路电容器。提供6.9V电压基准输出V_REF，来设置ML4425的速度指令和电流限制。需要在R_REF端对地接一只137kΩ电阻器，为IC内部功能建立一个基准电流。

3.3 输出驱动器

输出驱动器LA、LB、LC和HA、HB、HC为三相桥式功率级提供图腾柱式输出驱动信号。ML4425中所有的控制功能，都传送到这些引脚输出。其中LA、LB、LC为三相功率级的A、B、C相提供低边驱动信号，并以12V为有效高电平信号。而HA、HB、HC为A、B、C相提供高边驱动信号，并以12V为有效低电平信号。

3.4 功率级的电流限制

电流传感电阻器R_SENSE如图3所示，它可调节功率级和直流无刷电机的最大电流。如果R_SENSE两端的电压超过电流限制门限电平，则可通过把输出驱动器LA、LB和LC关断一定的时间，来实现电流的调节。

图3 在三相12V功率级中使用传感电阻器R_SENSE

1）I_LIMIT 在I_LIMIT脚上的电压设定了电流限制门限电平。

ML4425内部有一个从V_REF接地的分压器，它设定了一个2?3V的误差电流限制门限电平，见图4。以V_REF为基准的外部分压器，可用于拒绝错误的I_LIMIT设置。外部分压器的电流至少应比内部分压器电流大10倍。

图4 电流传感电路

2）R_SENSE R_SENSE的功能是提供一个与电机电流成正比的电压，以设定电流限制跳闸断开点。R_SENSE两端错误跳闸电压是460mV，它由内部I_LIMIT分压比来设定。电流传感电阻器应是低电感量的电阻器，如碳膜成分组成。对毫欧姆范围的电阻器，用导线卷绕的电阻应具有低值电感。

3）I_SENSE滤波器 接I_SENSE脚的RC低通滤波器与电流传感信号相串联，见图4。设置该滤波器是为去除二极管反向恢复时的穿透电流。该电流在电流传感信号的前沿引起一个电压尖峰，可能会误触发电流限制电路。在滤波器前、后的电流传感电压波形见图5。该电路推荐的初值为R=1kΩ、C=300pF，这就给出了时间常数330ns，它将滤除更短持续时间里的输出尖峰。也可增大电容器到C=2.2nF，但时间常数不应超过几个微秒。