一、芯片核心概述
SS8841 内部集成两路独立 H 桥,功率部分全部采用 N 型 MOS 管。单通道峰值输出电流可达 2.5A,在 25℃环境、散热条件良好的前提下,可持续输出 1.75A 电流。供电支持 8.2V‑40V,能够适配绝大多数消费类和小型工业电机的供电条件。
芯片负载适配能力很强,可以同时驱动两路独立的有刷直流电机;也可以单独驱动一台双极步进电机,还能够驱动螺线管这类感性负载。针对步进电机,硬件原生支持整步、2 细分、4 细分工作模式,如果外接 DAC 调整参考电压,还可以实现更高的软件细分,以此满足不同的运动精度需求。
芯片提供快衰减、慢衰减、混合衰减三种斩波衰减模式,仅通过一个引脚就可以完成模式切换,方便调试电机的噪音、电流纹波与发热表现。同时自带低功耗睡眠模式,由 nSLEEP 引脚控制,设备待机时可以大幅降低芯片耗电。
保护功能完备,内置过流保护、短路保护、欠压锁定、过热关断,还配有 nFAULT 故障输出引脚,主控单片机能够快速识别芯片异常状态,方便整机做故障提示与处理。
SS8841 采用带裸露焊盘的 eTSSOP28 封装。裸露焊盘可以对接 PCB 铜皮和散热过孔,有效提升散热效果。器件为无铅产品,引脚框架采用全无锡电镀,符合电子产品环保规范。芯片分为两个版本:SS8841T‑ET‑TP 没有短路自恢复,触发故障后需要复位或者重新上电才能恢复;SS8841H‑ET‑TP 带有短路自恢复功能,故障之后等待一段时间自动重试,更适合无人值守运行的设备。
二、关键硬件功能解析
1.H 桥逻辑与电流调节
A、B 两个通道分别由 AIN1/AIN2、BIN1/BIN2 两组引脚控制输出状态。控制引脚内部自带下拉电阻,引脚悬空时默认为低电平。
两组输入引脚配合可以实现电机正转、反转、停机。两个输入同为低电平,输出全部为低;一高一低,电机朝对应方向运转;两个输入同时为高,输出全部拉高,电机绕组两端电位相等,电机停止转动。
电流调节是 SS8841 的核心能力,芯片采用 PWM 斩波的方式限制电机电流。ISENA、ISENB 引脚外接采样电阻,采样电阻上的电压信号送入芯片内部,和参考电压做对比,一旦电流到达设定阈值,就会关断桥路,把电机电流限制在设定水平。
AI0、AI1 与 BI0、BI1 两组两比特引脚,可以设置四档输出电流档位:满幅 100%、71%、38% 以及 0 关闭。当对应通道两个电流设置引脚全部置高,该通道直接停止输出。
AVREF、BVREF 为参考电压引脚,既可以直接使用芯片自带的 3.3V 输出,也可以外接 DAC,动态改变参考电压,实现步进电机微步细分,不需要复杂的外围电路,就可以完成电流的精细调节。
2.三种衰减模式
DECAY 引脚统一控制两路 H 桥的衰减模式:引脚拉低为慢衰减;引脚拉高为快衰减;引脚悬空则进入混合衰减模式。
慢衰减:电流在芯片内部下管之间续流,电流下降速度平缓,电机电流纹波小,但电机发热相对更高;
快衰减:H 桥反向续流,电流回落速度快,更适合电机高速运转场景,但电流波动更大,电机噪音会有所增加;
混合衰减:总衰减时间固定,前期一小段时间执行快衰减,剩下时间切换为慢衰减,兼顾电流回落速度和电流平滑度,大部分步进电机项目优先选择该模式。
芯片内部设置 1.2 微秒的电流检测消隐时间。H 桥刚开启的一小段时间,芯片会暂时忽略采样信号,规避开关瞬间噪声带来的误限流,同时这个参数也限定了 PWM 的最小周期,设计 PWM 频率时需要加以留意。
3.复位与睡眠工作模式
nRESET 属于低电平复位引脚,拉低之后芯片内部逻辑复位,H 桥输出关闭,除 nSLEEP 之外其余输入信号全部失效。
nSLEEP 用来控制休眠,拉低后芯片进入睡眠状态,H 桥关闭,内部电荷泵、稳压电路、时钟全部停止工作,功耗降到很低,适合电池供电设备待机节能。从睡眠唤醒之后,芯片需要短暂时间完成内部初始化,之后电机驱动才能够正常工作。这两个引脚都带有内部下拉,硬件设计时必须给到高电平,芯片才可以正常运行。
4.多重保护机制
1.过流保护 OCP:独立于外部采样电阻,直接检测芯片内部功率管的电流,应对绕组短路、对地短路、对电源短路等故障。SS8841H 触发故障后等待一段时间自动重试;SS8841T 一旦触发过流就会锁死,需要重新上电或者复位引脚才能解除故障。故障发生时 nFAULT 引脚会被拉低。
2.过温保护 TSD:芯片温度超出安全阈值,会直接关闭全部 H 桥输出,等温度降回安全区间,芯片自动恢复工作,避免芯片高温烧毁。
3.欠压保护 UVLO:当电机供电电压过低,芯片全部功能停止,电源电压恢复正常之后自动启动。
nFAULT 是开漏输出引脚,实际使用时外部必须接上拉电阻。单片机读取该引脚电平,就可以判断芯片是否发生故障,实现整机的异常告警逻辑。
三、硬件设计要点
1.电源与外围器件
芯片电机供电范围 8.2‑40V,VMA、VMB 两个电源引脚,PCB 布线时一定要互相短接。每个电源引脚就近放置 0.1μF 低 ESR 陶瓷电容做去耦;电源输入端增加大容量电容,吸收电机大电流工作带来的电源纹波。
VCP 引脚和 VM 之间接 0.1μF 电容搭配 1MΩ 电阻,为内部高边 MOS 管驱动的电荷泵提供工作条件。V3P3OUT 是芯片自带的 3.3V 稳压输出,最大输出电流仅有 1mA,外接 0.47μF 电容接地;该引脚可以给 AVREF、BVREF 提供参考电压,也可以给少量外部逻辑供电,切记不能超过最大负载电流。
采样电阻的选型十分关键,优先选用低电感的贴片功率电阻,摆放位置尽量贴近 ISENA、ISENB 引脚。电阻功率要结合电机实际工作电流来考量。如果电机绕组电流大于 2A,建议选择阻值 0.1Ω 或者更小的采样电阻,防止采样电阻本身发热过高。
2.PCB 布局与散热
ETSSOP28 封装的裸露热焊盘 PPAD,必须连接到 PCB 的地平面,配合大量散热过孔把热量传导到大面积铜皮上,充分发挥封装散热能力。如果散热设计不到位,大电流工作时芯片很容易触发热关断保护。
功率回路走线尽量短、走线宽度足够,减少线路带来的寄生电感和电压损耗;功率地和信号地做好区分处理,避免电机大电流干扰控制信号。控制类信号线远离功率大电流走线,降低噪声串扰。
3.热功耗考量
芯片的主要损耗来自 MOS 管本身导通电阻,温度越高,MOS 管导通电阻还会随之变大。设计产品时,要结合环境温度、PCB 铜皮散热面积,评估芯片实际可以长期输出的电流,不要直接按照芯片标称峰值电流持续运行,预留充足的散热余量,避免高温环境下设备异常保护。
四、典型应用场景
SS8841 适合 POS 打印机、办公自动化设备、安防球机、小型机器人、游戏机这类产品。
在 POS 打印机中,可以一路驱动走纸步进电机,另一路驱动打印小车电机,依靠芯片自带的恒流功能,降低电机发热,保障打印工作稳定;安防球机中可以用来驱动云台转动电机;小型机器人里驱动行走或者执行机构电机。芯片集成度高,外围器件少,能够有效缩减整机电路板面积,简化硬件开发。
五、开发调试小提示
调试阶段优先检查 nSLEEP、nRESET 电平,两个引脚必须拉高,芯片才会进入工作状态。nFAULT 引脚建议接到主控 IO 口,方便捕捉短路、过热等故障。
衰减模式可以根据电机实际表现调整:电机发热严重优先尝试快衰减;电机抖动大、噪音大优先测试混合衰减。
不要长时间让芯片跑满峰值电流,峰值电流只适合短时间冲击工况;长时间工作,输出电流需要留有一定余量。硬件焊接完成后,重点确认裸露焊盘良好焊接,否则芯片大电流运行会出现过热。

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