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ZH6358X 40V 三相FOC预驱动器

  • 所属分类:三相无刷电机驱动
  • 浏览次数:33次
  • 发布日期:2026/6/2 10:56:59
  • 概述
ZH6358 高集成度三相FOC预驱驱动芯片

1. 产品描述

ZH6358 是一款工作电压 7V~32V、最高耐压 40V 的高集成度三相 FOC 预驱驱动芯片。系统集成了 FOC 控制算法、DCDC 供电、上管 PMOS 下管 NMOS 的驱动和检测信号处理电路。系统通过 SPD 引脚调节速度,FG 引脚反馈速度,DIR 引脚调节方向。并提供过流、短路、过压、欠压、过温和堵转保护以及限流等功能。系统的外部电路设计精简,适合风扇和水泵类三相永磁同步电机的集成控制和驱动。封装形式为带散热焊盘的 ETSSOP24。

2. 产品应用

  • 风扇
  • 水泵
  • 除湿机
  • 加湿器
  • 空气净化器
  • 新风系统
  • 其他电频率 300Hz 以下低速电机应用

3. 产品特性

  • 无感 FOC 算法集成
  • 可选的双 HALL 输入,实现启动无反转
  • 工作电压 7V~32V
  • 过温、过流、短路、过压、欠压和堵转保护
  • 支持相对相、相对电源、相对地的短路保护
  • 恒转速、恒功率或恒转矩工作模式
  • 单采样电阻或者无采样电阻工作模式
  • 5V 输出可配置为 DCDC 模式,对外供电 150mA
  • SPD 引脚 PWM(占空比)调速
  • SPD 引脚 CLK(频率)调速
  • SPD 引脚模拟调速
  • 可配置的速度曲线
  • 休眠模式电流 < 50uA
  • DIR 引脚控制方向



4. 引脚定义

序号 名称 描述 序号 名称 描述
1 HALL_A 可选的霍尔输入(通信TXD) 24 LSS 半桥下管源极
2 HALL_B 可选的霍尔输入(通信RXD) 23 LG_A A 相低边驱动
3 SPD 速度给定 22 HG_A A 相高边驱动
4 LEARN 自学习脚 21 OUTA A 相相电压
5 FG 速度反馈 20 LG_B B 相低边驱动
6 DIR 方向控制 19 HG_B B 相高边驱动
7 VDD 内部电源,可悬空 18 OUTB B 相相电压
8 SENN 母线电流检测负端 17 LG_C C 相低边驱动
9 SENP 母线电流检测正端 16 HG_C C 相高边驱动
10 VDD2 内部电源,外接电容 15 OUTC C 相相电压
11 GND 芯片地 14 VM 芯片供电
12 V5 低压供电电源,外接电容 13 SW DCDC 开关引脚
25 GND 散热焊盘,接GND - - -

5. 订购信息

型号 封装 包装 包装数量 备注
ZH6358JU ETSSOP24 Reel 3000 -

6. 绝对最大工况

参数 最小值 最大值 单位
供电电压 VM –0.3 40 V
低压电源 V5 –0.3 6 V
逻辑输入输出电压 –0.3 6 V
模拟输入电压(SENP,SENN) –0.3 6 V
高边栅极驱动电压 HG_x VM – 6 VM V
低边栅极驱动电压 LG_x –0.3 6 V
栅极驱动电流 –1 1 A
工作节温 –40 150 °C
存储温度 –65 150 °C

7. 推荐工况

参数 最小值 最大值 单位
供电电压 7 32 V
逻辑输入输出电压 0 5 V
模拟输入电压(SENP,SENN) –0.3 1 V
逻辑输入(SPD 引脚 PWM 模式)频率 300 20k Hz
持续输出电流(外置MOS) - 20 A
工作环境温度 –40 125 °C

8. 电气参数

(除特殊标明,测试条件为25°C,24V 推荐工况,默认参数下)

参数 测试条件 最小 标准 最大 单位
上电和供电
VM 供电电压 - 7 - 32 V
IVM 供电电流 - - 10 14 mA
IVMSLEEP 睡眠电流 - - - 50 uA
逻辑输入(SPD,DIR,FG,HALL_A,HALL_B,LEARN)
VIL 逻辑低电平 - - - 0.6 V
VIH 逻辑高电平 - 2.2 - - V
VHYS 逻辑迟滞 - - 1 - V
RDIR 高阻抗 - - 500k - Ω
RLEARN 上拉电阻 - - 52k - Ω
RHALL 上拉电阻 - - 52k - Ω
RSPD 下拉电阻 需输入信号类型设置为PWM 模式 - 52k - Ω
RSPD 高阻抗 需输入信号类型设置为模拟模式 - 500k - Ω
IFG 推挽输出 FG = 1,下拉500mV - - 7 mA
IFG 推挽输出 FG = 0,上拉500mV - - 10 mA
驱动输出(HG_x,LG_x)
输出阻抗 ROH PMOS off,HG_x = VM – 0.2V - 3 - Ω
输出阻抗 ROL NMOS off,LG_x = 0.2V - 2 - Ω
强关阈值 VSTRONG_H VM – HG_x - 1.1 - V
强关阈值 VSTRONG_L LG_x – GND - 1.1 - V
驱动电流 IH_ON 高边on,强拉HG_x = VM - 100 - mA
驱动电流 IH_OFF 高边off,强拉HG_x = VM – 5V - 100 - mA
驱动电流 IL_ON 低边on,强拉HG_x = 0V - 25 - mA
驱动电流 IL_OFF 低边off,强拉LG_x = 5V - 50 - mA
保护电路
VUVLO 欠压点 电压下降 - 6.5 - V
VUVLO 欠压点 电压上升 - 7 - V
VOVP 过压点 - - 32 - V

9. 详细描述

ZH6358 是一款三相 BLDC 预驱驱动芯片,集成了 40V(最大值)针对 PMOS 管和 NMOS 管的功率输出模块、无感 FOC 控制算法、SPD 调速逻辑和 DIR 方向控制逻辑。芯片内部还集成了电流检测模块、限流模块,以及过流、短路、过压、欠压、过温、堵转等保护逻辑。

9.1 启动

ZH6358 可以选择开环拖动启动,或者 Hall 传感器启动。开环启动时,用户可以配置启动电流。Hall 传感器启动时,初始转子位置向旋转目标方向增加若干角度被用于驱动角度,可防止启动时发生反转。

在 SPD 给出启动命令后,ZH6358 会对电机的初始转速进行判断,如果正转且速度比较高,则直接进入 FOC 闭环。如果静止或者速度非常低,则根据设定采用启动策略。如果反转,则进入反转启动逻辑。反转启动也可以配置成被动刹车模式,或者主动刹车模式。

9.2 运行

ZH6358 采用无感 FOC 算法,通过采集功率管的导通管压降,得到三相相电流。通过 FOC 算法,位置估算器得到转子位置,进而输出 ud 和 uq 控制 Iq 和 Id。ZH6358 具有四个环路工作模式:

  • 电压开环,SPD 引脚输入决定输出等效电压,类似有刷电机的开环调速。此为默认模式。
  • 速度环,SPD 引脚输入决定电机转速。外环为速度环,内环为电流环。
  • 电流环,也是转矩环。SPD 引脚输入决定电机的 q 轴电流,内环为电流环,无外环。
  • 功率环,内环为电流环,外环为功率环。实现恒功率运行。

9.3 调速

ZH6358 支持 SPD 引脚 PWM 占空比、频率调速(CLK)和模拟调速。

  • PWM 模式:PWM 占空比作为速度给定
  • CLK 模式:CLK 频率作为速度给定
  • 模拟模式:模拟电压作为速度给定,1V=25%,3V=75%,4V=满速

9.4 方向调节

DIR 引脚高低电平调节电机运行方向,信号有 0.5s 滤波延时,防止误动作。无需调节方向建议接 GND。

9.5 休眠模式

PWM/CLK 模式:SPD 输入为低且电机停转 1s 后进入休眠,拉高退出休眠。

模拟模式:SPD 电压低于启动电压进入休眠,间歇性唤醒检测电压。

9.6 速度反馈

FG 为推挽输出速度反馈,默认一个电周期输出一个脉冲,停转时为高电平。支持分频/倍频,最高耐压 6V。

9.7 保护功能

支持过温、过流、短路、过压、欠压、堵转保护。短路保护针对 OUTA/OUTB/OUTC 与 VM/GND 短路,过流保护为软件过流,可通过上位机读取故障代码。

9.8 学习引脚

LEARN 内部上拉,接地并释放启动电机参数自学习,约 20 秒完成,参数掉电保存。双击切换调速模式,长按清除参数恢复出厂设置。

9.9 V5 供电

V5 与 SW 之间接电感则 V5 使用 DCDC-Buck 架构,推荐二极管 1N5819W,电感 AHW2012FE220KTF。

10. 封装信息

封装:ETSSOP24(带散热焊盘)

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