BLDC智能栅极驱动芯片之TMC6140知识分享

今天和大家分享一颗智能栅极驱动芯片完全集成的通用三相MOSFET 栅极驱动器，适用于 PMSM 伺服或 BLDC 电机. 支持高达 100 A 电机电流的外部MOSFET. 三个底部分流放大器可以轻松检测电流并增强电机的换向。TMC6140设计为单一电源轨，自带开关稳压器（3.3 V，0.5A，内部肖特基二极管，电流高达 100 mA）为 IO 和外部微控制器产生足够的电力. 此外，它可以用作升压转换器以静态稳定 MOSFET 的栅极电压。 提供UART通讯用于进一步诊断的 DIAG 输出和两种不同的电源下降模式可用。结合了多种控制方式和保护模式，可以有效提高整个控制系统的稳定性和可靠性，下面我们就来分享一下这颗芯片。

一：TMC6140的基本参数

TMC6140可以直接用作三相BLDC/PMSM的MOSFET驱动，支持5...30V DC电压输入，内部集成PWM发生器，支持UART-TxD通讯接口配置，死区配置，斜率控制，集成电荷泵欠压保护，MOSFET过流保护，短路报警，内部死区配置，器件热警告，热关断，故障指示等功能，其完备的故障保护和热保护功能，使得芯片构造的系统更加安全和稳定。

二：电流感应和运放

TMC6140芯片是QFN36（5*6 ：mm）封装，带有散热焊盘，TMC6140还集成了三相电机线圈的低端电流感应放大器（TMC6200支持三路在线电流感应放大器）一般采集方式是在低侧桥臂串联采样电阻，通过放大器对电阻的电压采集，来监控电机电流。这个集成放大器也使得TMC6140更具性价比，可以通过放大器可以对系统进行过流保护、外部扭矩控制或通过外部控制器进行换向等。运放增益可以通过寄存器配置或者硬件引脚LOWGAIN选择20和50两档。

三：TMC6140控制方式

TMC6140带有UART通讯和内部PWM发生器，可以配置死区时间和运放增益，有以下2种控制方式

(1)通过UART通讯配置TMC6140自带的PWM发生器，实现调速控制

(2)通过外部三路U(H/L),V(H/L),W(H/L)PWM信号控制

四：TMC6140外围电路和PCB封装

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