率能半导体 SS6226双通道直流电机驱动芯片:7.2V/1.4A双路,覆盖玩具、小家电、直流有刷电机三大应用场景
在低电压电池供电的运动控制产品中,当系统需要同时驱动两个电机时,工程师往往面临一个选择:是用两颗单通道驱动芯片分别控制,还是寻找一颗能够同时驱动两个电机的双通道驱动芯片?前者占用更多PCB面积和物料成本,后者则能在单颗芯片内完成双路独立控制,简化系统设计。对于玩具小车、小家电、机器人等需要多电机协同工作的产品,双通道驱动芯片的价值尤为突出。
率能半导体推出的SS6226正是一款为满足这一需求而设计的双通道直流电机驱动集成电路。它采用SOP16封装,工作电压范围2.4V至7.2V,每通道持续电流1.4A,峰值电流2A,高侧+低侧总导通电阻典型值0.6Ω。芯片内置过热保护功能,待机电流典型值仅0.2μA,支持每通道正转、反转、停止和刹车四种功能,逻辑输入兼容3.3V和5V电平。双通道独立控制,可同时驱动两个直流有刷电机,也可配合实现步进电机驱动。
从玩具小车的左右轮独立控制,到小家电的双电机协同;从直流有刷电机的双路驱动,到需要双通道运动控制的各类便携产品——本文将深入解析SS6226的核心特性及其最适配的应用战场。
一、双通道独立控制 + 2.4V-7.2V宽电压 + 0.2μA待机电流 → 双电机驱动的集成之选
SS6226最核心的价值在于其双通道独立控制架构。传统方案需要两颗单通道驱动芯片才能同时驱动两个电机,而SS6226将两个完整的H桥驱动电路集成在单一SOP16封装内。每通道可独立控制一个直流有刷电机,支持正转、反转、停止和刹车四种功能。两颗电机可以同时工作、独立调速,互不干扰。
SS6226的推荐工作电压范围为2.4V至7.2V,这一宽范围精准覆盖了低电压消费类产品中最常见的多种电池配置。两节干电池串联为3.0V,两节镍氢充电电池为2.4V,单节锂离子电池标称3.7V、满电4.2V、放电截止约2.8V-3.0V,单节磷酸铁锂电池为3.2V。SS6226的2.4V最低工作电压确保即使电池接近放电末期,芯片仍能正常驱动电机工作。7.2V的上限则为电池满电瞬间或充电时的电压波动留出了充足的安全裕量。
SS6226具有休眠模式来降低待机功耗。当所有输入引脚(INA1、INA2、INB1、INB2)同时为低电平时,芯片进入休眠模式,内部电路停止工作,此时静态电流典型值仅0.2μA,最大不超过20μA。这一超低待机电流对于电池供电产品价值巨大。以玩具小车为例,小车大部分时间处于待机状态,只有用户操作时才需要驱动电机。SS6226在待机时仅消耗0.2μA电流,对于容量为1000mAh的锂电池而言,理论待机时间可达数十年(不考虑电池自放电),实际产品中可轻松实现数月甚至数年的电池续航。
二、1.4A持续电流 + 2A峰值电流 + 0.6Ω导通电阻 → 双路高效驱动
SS6226每通道的持续电流驱动能力为1.4A(VDD=5V),峰值电流可达2A。这一电流能力足以驱动玩具小车中的左右轮电机、小家电中的双电机、机器人中的双路驱动等低功率负载。每个电机在启动瞬间和正反转切换瞬间,电流会急剧上升,SS6226的2A峰值电流能力为这些瞬态场景提供了充足余量。
SS6226的高侧+低侧总导通电阻典型值为0.6Ω(测试条件VDD=5V,IOUT=0.8A),最大值为0.7Ω。在1.4A持续电流下,H桥上的导通压降约为1.4A×0.6Ω=0.84V,电机两端可获得约4.16V的有效驱动电压。从损耗角度计算,单通道1.4A电流下H桥总损耗约1.4²×0.6=1.18W。SS6226的SOP16封装热阻θJA为130°C/W,两通道同时工作时的总损耗需要仔细评估散热条件。在实际应用中,建议在芯片底部铺设大面积铜皮,并布置散热过孔,以充分发挥封装的散热能力。对于大多数玩具小车、小家电等间歇性工作的应用,电机不会长时间持续满载工作,实际温升远低于持续满载的理论值。
数据手册特别提醒:VDD电容必需尽可能靠近芯片SS6226放置,建议在VDD引脚附近放置100μF至220μF的电容,并并联0.1μF陶瓷电容滤除高频噪声。每个电机的OUTx1与OUTx2之间建议添加0.1μF电容,以吸收电机换向时产生的电压尖峰,保护芯片内部电路。
三、H桥全桥 + 四种工作模式 → 双路电机控制的核心引擎
SS6226每个通道内置完整的H桥功率MOS全桥驱动电路,只需两颗输入引脚(INA1/INA2或INB1/INB2),即可实现四种工作模式。
以A通道为例:当INA1为低电平、INA2为低电平时,OUTA1和OUTA2均为高阻态,电机断电,进入待机状态。当INA1为低电平、INA2为高电平时,OUTA1为低电平、OUTA2为高电平,电机反转。当INA1为高电平、INA2为低电平时,OUTA1为高电平、OUTA2为低电平,电机正转。当INA1和INA2同时为高电平时,OUTA1和OUTA2同时输出低电平,电机进入刹车状态——此时电机两端被短路,反电动势产生的电流在H桥内部形成回路,实现快速制动。B通道逻辑相同。
这一逻辑设计让MCU只需四根GPIO即可完成两个电机的全部控制,极大简化了系统软件和硬件设计。INA1、INA2、INB1、INB2引脚内置约1.25MΩ下拉电阻,确保在MCU未初始化或引脚悬空时,电机处于待机状态,避免误动作。输入高电平阈值为2.0V,低电平阈值为0.8V,与3.3V和5V MCU的GPIO电平完全兼容。
数据手册给出了建议的输入方式:通过PWM信号控制INx1和INx2,可以实现每个电机的正转、反转、刹车和待机四种状态的平滑切换。在正转时,INx1输入PWM信号、INx2保持低电平;在反转时,INx2输入PWM信号、INx1保持低电平;刹车时INx1和INx2同时为高电平;待机时INx1和INx2同时为低电平。这种灵活的输入方式使得SS6226可以轻松实现双电机的无级调速和快速制动。
四、内置过热保护 → 可靠性的核心防线
SS6226内置温度保护功能。当芯片温度急剧升高时,内部电路将关断内置的功率开关管,切断负载电流,防止芯片因过热而烧毁。当芯片温度下降至安全范围时,功率管重新启动,芯片恢复正常工作。这一保护功能在电机堵转、高占空比PWM驱动或环境温度过高时尤为重要。
数据手册特别强调:请勿将输出脚OUTx1/OUTx2直接接地或电源,因为IC内部的过温保护机制只是针对高温做为保护,如果峰值电流过大还是会将IC烧毁。马达堵转会因为马达的不同而有不同的峰值电流,如果马达堵转的峰值电流过大可能会烧毁IC。因此,在实际应用中,建议通过MCU的PWM信号对电机启动进行软启动控制,或通过串联小电阻限制峰值电流,确保瞬态电流始终在2A安全范围内。如果应用场景中电机可能频繁堵转或堵转电流较大,建议在外部增加限流电路。
五、SOP16封装与引脚配置 → 双通道集成的便捷实现
SS6226采用SOP16封装,尺寸约10.0mm×6.2mm,引脚外露,易于手工焊接和返修。引脚配置为:NC(无定义)、INA1(A通道正转输入)、INA2(A通道反转输入)、VDD1(电源端)、NC(无定义)、INB1(B通道正转输入)、INB2(B通道反转输入)、VDD2(电源端)、OUTB2(B通道反转输出)、AGND2(接地端)、PGND2(接地端)、OUTB1(B通道正转输出)、OUTA2(A通道反转输出)、AGND1(接地端)、PGND1(接地端)、OUTA1(A通道正转输出)。
典型应用电路极为简洁:VDD1和VDD2引脚外接100μF至220μF的电容,INA1、INA2、INB1、INB2连接MCU的GPIO,OUTA1和OUTA2连接电机A,OUTB1和OUTB2连接电机B。每个电机的OUTx1与OUTx2之间建议添加0.1μF电容。高电流路径(VDD、OUTx1、OUTx2、PGND)应尽可能短而宽,输入电容应紧靠VDD和GND引脚放置,以减少寄生电感和电压尖峰。
六、典型应用场景解析
玩具:遥控车、机器人玩具、互动玩偶等。双通道独立控制支持左右轮独立驱动,通过差速实现转向。H桥全桥驱动支持前进、后退、停止和刹车,PWM接口可实现无级调速。2A峰值电流满足玩具小车启动和堵转时的瞬态需求,内置过热保护确保车轮卡住时不会烧毁芯片。2.4V-7.2V宽电压覆盖两节干电池到单节锂电池的多种供电方案,0.2μA待机电流延长电池寿命。
小家电:便携搅拌机、小型水泵、电动咖啡机、加湿器等需要双电机协同工作的小家电。SS6226的双通道设计可减少芯片数量,简化系统结构。宽电压范围适配多种供电方案,内置过热保护确保设备在异常情况下安全停机。
直流有刷电机驱动:各类小型直流有刷电机的双路驱动,如电动牙刷的双电机、便携按摩器的双振动马达、微型机器人的双轮驱动等。SS6226的宽电压范围和低待机电流适配电池供电方案,双H桥驱动支持两路独立正反转和调速,内置过热保护确保电机异常时芯片安全。
七、SS6226与同系列产品的对比与选型建议
SS6226与SS6210、SS6216、SS6218是LeadPower Semiconductor直流电机驱动系列中的产品,功能相似但通道数和定位不同。
SS6226是双通道驱动芯片,工作电压范围2.4V至7.2V,每通道持续电流1.4A,峰值2A,导通电阻0.6Ω,待机电流0.2μA,内置过热保护,提供SOP16封装。SS6218是单通道驱动芯片,工作电压范围2.7V至15V,持续电流1.7A,峰值3.5A,导通电阻0.33Ω,待机电流0.1μA,内置过热保护、过流保护和欠压保护,提供SOP8和SOT23-6L两种封装。SS6216是单通道驱动芯片,工作电压范围2.0V至7.2V,持续电流1.2A,峰值2A,导通电阻0.67Ω,待机电流0.1μA,内置过热保护,提供SOP8和SOT23-6L两种封装。SS6210是单通道驱动芯片,工作电压范围2.5V至15V,持续电流2.2A,峰值3.5A,导通电阻0.35Ω,待机电流0.1μA,内置过热保护、过流保护和欠压保护,提供ESOP8封装。
选型结论非常清晰:如果需要同时驱动两个电机,SS6226是唯一选择,一颗芯片替代两颗单通道芯片,简化设计并减少PCB面积。如果只需要驱动一个电机,SS6218或SS6210提供更大的电流能力和更全面的保护功能。如果系统供电电压在7.2V以内且负载电流在1.2A以内,SS6216是更具成本优势的选择。四款产品覆盖了从单通道到双通道、从小电流到大电流的广泛应用需求,工程师可以根据实际电机数量、供电电压和负载电流要求灵活选型。
结语
SS6226不是一颗追求极致参数的电机驱动芯片,而是一颗在2.4V至7.2V低电压范围内追求“双通道集成、低待机、紧凑封装、可靠保护”的双通道直流电机驱动集成电路。
它用双通道独立控制架构实现了两个直流电机的独立驱动,用2.4V-7.2V宽电压范围覆盖了两节干电池到单节锂电池的多种供电方案,用每通道1.4A持续电流和2A峰值电流从容应对小型电机的启动和堵转,用0.6Ω导通电阻保障了高效驱动,用0.2μA待机电流为电池供电产品提供了超长待机能力,用H桥全桥和四种工作模式实现了正转、反转、停止、刹车四种功能,用内置过热保护守住了芯片可靠性的核心防线,用SOP16封装为双电机驱动提供了紧凑的集成方案。
从玩具小车的左右轮独立控制到小家电的双电机协同,从直流有刷电机的双路驱动到需要双通道运动控制的各类便携产品——SS6226正在用一颗SOP16芯片的“双通道集成”,为低电压双电机驱动场景提供当前最具性价比的解决方案。
对于正在寻找一颗“2.4V-7.2V工作、双通道、每通道1.4A持续/2A峰值、0.6Ω内阻、0.2μA待机、内置过热保护、SOP16封装”双通道直流电机驱动芯片的工程师而言,SS6226是您双电机运动控制设计中的理想之选。
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