PDF《HT45F3630 电动工具调速开关应用范例》

HT45F3630 电动工具调速开关应用范例 AN0427S V1.

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7 2017-10-20 HT45F3630 电动工具调速开关应用范例 文件编码:AN0427S 简介 HOLTEK 针对马达调速产品领域推出 HT45F3630,常见应用包含:电钻、电动起子、割草 机等相关应用.MCU 内建一组 PWM 高压及大电流输出脚,能直接驱动与减少 Power MOS 开关损耗;

内建过电流保护(OCP)及侦测,能将讯号放大

51 倍,降低检测电阻值,提升整 体效率延长工作时间,当过电流发生时,硬件可将 PWM 关闭,达到立即保护. 功能说明 电动工具调速开关应用范例包含:12V 高压输入保护、5V LDO 稳压电路、电池电量检测、 电池温度检测、调速检测、照明电路和马达控制电路. 1. 12V 高压输入保护:MCU VCC 上限 12V,避免 MCU 烧毁. 2. 5V LDO 稳压电路:提供 MCU VDD 和调速 VR 使用. 3. 电池电量检测:侦测电池电压状态(过放或过充). 4. 电池温度检测:侦测电池温度状态(过温). 5. 调速检测:以5V 提供中间抽头 VR,通过 ADC 检测 VR 状态,作为马达控制依据. 6. 照明电路:4 段可调输出电流,省去限流电阻 I/O 直推 LED. 7. 马达控制电路:以PWM 信号控制马达,同时侦测马达电流做到实时保护. HT45F3630 电动工具调速开关应用范例 AN0427S V1.10 2/

7 2017-10-20 工作原理 在传统马达调速应用中,多数方案需外挂 Gate Driver 和OPA.由于 HT45F3630 提供高压 输出 I/O 和放大器,可减少外部零件及成本. OCP 内建 OPA 和CMP.OPA 提供最大

51 倍非反向放大,可降低电流检测电阻阻值,提高 整体效率.放大后提供 ADC 量测或与下一级 CMP 比较,藉此达到软件或是硬件过电流保 护的效果. Level Shift 电路,提供高压及大电流 PWM 输出,可直推 Power MOS. 可程序化电流输出 I/O 功能,省去 LED 限流电阻,可直推照明用 LED. 高压输出模块 HT45F3630 内建 Level Shift 功能的高压驱动器,提供至少 100mA 大电流输出能力,可以用 来直接驱动外部 Power MOS.输出信号源由 HVODS 设定,可切换为高/低电位(HVO)或硬 件PWM.保护包含过电流和外部中断硬件保护,可通过 HVOPC 个别使能或除能. 符号 参数 测试条件 最小 典型 最大 单位 VDD 条件 IOH HVO 引脚源电流 - VOH= 0.9*VIN,VIN =10V -100 - - mA IOL HVO 引脚灌电流 - VOL= 0.1*VIN,VIN =10V

100 - - mA HVO HV Output Control EN OE* Level shift VCC VDD PTP0 M U X HVO HVODS Level shift VCC VDD HVOOE D* HVOP0EN OCPO HVOP1EN INT0 P* H/W Protection Control HVOPEN VCC HT45F3630 电动工具调速开关应用范例 AN0427S V1.10 3/

7 2017-10-20 HVOC 寄存器 Bit

7 6

5 4

3 2

1 0 Name - - - - HVOPEN HVOOE HVODS HVO R/W - - - - R/W R/W R/W R/W POR - - - -

0 0

0 0 Bit 7~4 未定义,读为"0" Bit

3 HVOPEN:HVO 引脚硬件保护使能控制位 0:除能 1:使能 Bit

2 HVOOE:HVO 引脚输出使能控制位 0:输出除能 1:输出使能 Bit

1 HVODS:HVO 引脚输出数据选择位 0: 输出由 HVO 决定 1: 输出由 PTP0 输出的 PWM 决定 Bit

0 HVO:HVO 引脚输出控制位 0:输出低 1:输出高 HVOPC 寄存器 Bit

7 6

5 4

3 2

1 0 Name - - - - HVOP3EN HVOP2EN HVOP1EN HVOP0EN R/W - - - - R/W R/W R/W R/W POR - - - -

0 0

0 0 Bit 7~4 未定义,读为"0" Bit

3 HVOP3EN:HVOP3 硬件保护控制 0:除能 1:使能 Bit

2 HVOP2EN:HVOP2 硬件保护控制 0:除能 1:使能 Bit

1 HVOP1EN:INT0 硬件保护控制 0:除能 1:使能 Bit

0 HVOP0EN:OCPO 硬件保护控制 0:除能 1:使能 展示品 HT45F3630 电动工具调速开关应用范例 AN0427S V1.10 4/

7 2017-10-20 硬件说明 Power 马达控制电流侦测 温度检测 电池电压侦测 VR 侦测 LED 照明灯 HT45F3630 电动工具调速开关应用范例 AN0427S V1.10 5/

7 2017-10-20 软件说明 S/W 流程图 START Initialize (RAM、COUNT、IO、 OCP、PTM、HVO、 ADC、TB

1、LVD) OPA&CMP Calibration ADC子程序 (VR、MOTORI、BATV) 马达控制(PWM) 子程序 硬件OCP子程序 软件OCP子程序 电池过放子程序 马达控制(PWM) 子程序 ADC>Step0 ADC>Step1 ADC>Step2 ADC>Step3 ADC>Step4 ADC>Step5 ADC>Step6 Y Y Y Y Y Y PWM=0 PWM=Step1 PWM=Step2 PWM=Step3 PWM=Step4 PWM=Step5 PWM=Step6 PWM=Step7 Y N N N N N N N RET 硬件OCP子程序 马达启动 1S后Enable OCP Interrupt RET Y N 软体OCP子程序 连续大于对 应电流100次While(1) Turn off Motor.LED RET Y N OCP Interrupt (I>10.5A) While(1) Turn off Motor LVD Interrupt Disable OCP 中断发生15次YRETI N RETI 程序说明 MCU POR 初始化后执行 OPA 和CMP 校正,校正完成后进入主程序.主程序包含 ADC 子 程序、PWM 子程序、硬件 OCP 子程序、软件 OCP 子程序和电池过放子程序.MCU 侦测 VR 值判断目前调速开关档位,输出对应档位 PWM,依此调整电动工具机转速.过电流保 护机制分为软件与硬件两种,硬件过电流保护针对短路型瞬间大电流进行保护,而软件过 电流保护则是提供控制错误或其它因素造成的短路保护.软件过电流保护为判断马达电流 是否持续高于阈值数次.而硬件过电流保护则是通过 OCP 内部比较器自行动作,但为了避 免马达启动电流过大导致误判,在马达启动 1s 后才开启硬件 OCP 功能.为避免电池过放, 系统持续判断电池电压,当电池电压低于阈值数次则关闭马达输出. HT45F3630 电动工具调速开关应用范例 AN0427S V1.10 6/

7 2017-10-20 操作说明 主要功能 随着按压调速开关的深浅程度,MCU 送出不同 Duty 的PWM 讯号,调整马达转速. 第一段点亮 LED 照明不启动马达,其余七段皆启动 LED 和马达. 当电池电压低于阈值 9V 时,MCU 关闭马达与 LED 避免电池过放. 硬件 OCP 保护瞬间短路型大电流. 软件 OCP 保护控制错误或其它因素造成的过电流. 结论 HT45F3630 可省去外接 MOS 驱动电路,减少外部零件及成本,同时 OCP 提供硬件快速保 护功能,提高产品稳定性,提供 16-pin SSOP 封装,符合工业规格(-40°C~85°C)与高抗噪声 特性,适合工具调速器相关应用. 参考资料 参考文件 HT45F3630 DataSheet. 如需进一步了解,敬请浏览 Holtek 官方网站 http://www.holtek.com/zh/. 版本及修改信息 Date 日期 Author 作者 Issue 发行、修订说明 2017.10.17 李昱纬 (Tooker Lee) 第二版 2016.03.19 李昱纬 (Tooker Lee) 第一版 HT45F3630 电动工具调速开关应用范例 AN0427S V1.10 7/

7 2017-10-20 免责声明 本网页所载的所有数据、商标、图片、链接及其它数据等(以下简称「数据」),只供参 考之用,盛群半导体股份有限公司(以下简称「本公司」)将会随时更改数据,并由本公 司决定而不作另行通知.虽然本公司已尽力确保本网页的数据准确性,但本公司并不保证 该等数据均为准确无误.本公司不会对任何错误或遗漏承担责任. 本公司不会对任何人士使用本网页而引致任何损害 (包括但不限于计算机病毒、 系统固障、 数据损失)承担任何赔偿.本网页可能会连结至其它机构所提供的网页,但这些网页并不 是由本公司所控制.本公司不对这些网页所显示的内容作出任何保证或承担任何责任. 责任限制 在任何情况下,本公司并不须就任何人由于直接或间接进入或使用本网站,并就此内容上 或任何产品、信息或服务,而招致的任何损失或损害负任何责任. 管辖法律 本免责声明受中华民国法律约束,并接受中华民国法院的管辖. 免责声明更新 本公司保留随时更新本免责声明的权利,任何更改于本网站发布时,立即生效.