Układy Czasowe i Drivery BramekW produkcji

L293D

Producent: Texas Instruments

Dane z noty katalogowej: Texas Instruments SLRS008D, wer. Rev. D, styczeń 2016

Texas Instruments L293D: poczwórny półmostek H o dużym prądzie w obudowie PDIP-16; prąd ciągły 600 mA na kanał, zasilanie silników od 4.5 V do 36 V oraz wbudowane diody gaszące.

ObudowyPDIP-16

Napięcie zasilania4.5 – 36 V

Zakres temperatur0 – 70 °C

Oficjalna Nota Katalogowa (PDF)

Przegląd Techniczny

L293D to standardowy w branży monolityczny układ scalony zawierający cztery sterowniki półmostka H o wysokiej wydajności prądowej, produkowany przez firmę Texas Instruments (dokumentacja techniczna SLRS008D, zrewidowana w styczniu 2016 roku). Zaprojektowany do dwukierunkowego sterowania obciążeniami indukcyjnymi, takimi jak przekaźniki, elektromagnesy, silniki prądu stałego (DC) oraz bipolarne silniki krokowe, L293D dostarcza do 600 mA ciągłego prądu wyjściowego (1.2 A niepowtarzalnego prądu szczytowego dla tp <= 100 µs) na kanał w zakresie napięć zasilania obciążenia od 4.5 V do 36 V (VCC2). Umieszczony w 16-wyprowadzeniowej obudowie przewlekanej z tworzywa sztucznego (oznaczenie NE / PDIP-16), układ posiada cztery niezależne stopnie przeciwsobne (totem-pole) zgrupowane w dwie pary. Para 1 (kanały 1 i 2) jest sterowana wspólnym wejściem zezwolenia 1,2EN (nóżka 1), natomiast para 2 (kanały 3 i 4) wejściem 3,4EN (nóżka 9). Wszystkie wejścia logiczne (A oraz EN) to stopnie kompatybilne ze standardem TTL o wysokiej impedancji, tolerujące napięcia do 7 V, z progiem stanu wysokiego VIH wynoszącym 2.3 V i stanu niskiego VIL wynoszącym 1.5 V, zasilane z niezależnej linii logicznej VCC1 (od 4.5 V do 7 V, nominalnie 5 V). W przeciwieństwie do podstawowej wersji L293, model L293D integruje szybkie wewnętrzne diody gaszące od każdego wyjścia do szyn VCC2 i GND, eliminując szpilki samoindukcji bez konieczności stosowania zewnętrznych mostków prostowniczych. Stopnie wyjściowe wykorzystują dolny tranzystor Darlingtona NPN oraz górny pseudo-Darlingtona NPN, wykazując typowe spadki napięcia nasycenia 1.4 V (górny klucz) i 1.2 V (dolny klucz) przy prądzie znamionowym. Środkowe nóżki 4, 5, 12 i 13 są wewnętrznie połączone bezpośrednio z miedzianą ramką obudowy, pełniąc rolę masy elektrycznej oraz głównego radiatora odprowadzającego ciepło do płytki PCB.

Rozkład Wyprowadzeń i Funkcje Alternatywne

Interaktywny rozkład pinów i funkcje wyprowadzeń obudowy PDIP-16.

Ilustracja obudowy, a nie zwymiarowany rysunek mechaniczny.

16 / 16 wyprowadzeń

Nazwa pinu	Typ	Tolerancja 5V	Funkcje alternatywne / szczegóły
1,2EN	input only	Tak	Zezwolenie kanałów 1 i 2 (aktywny stan wysoki, wejście kompatybilne z TTL do 7 V)
1A	input only	Tak	Wejście nieodwracające kanału sterownika 1 (kompatybilne z TTL do 7 V)
1Y	power out	—	Wyjście kanału sterownika 1 (stopień przeciwsobny z tranzystorem Darlingtona; wewnętrzne diody gaszące do VCC2 i GND)
GND	ground	—	Masa układu i odprowadzanie ciepła (połączona z miedzianą ramką obudowy; łączyć z masą PCB przelotkami termicznymi)
GND	ground	—	Masa układu i odprowadzanie ciepła (połączona z miedzianą ramką obudowy; łączyć z masą PCB przelotkami termicznymi)
2Y	power out	—	Wyjście kanału sterownika 2 (stopień przeciwsobny z tranzystorem Darlingtona; wewnętrzne diody gaszące do VCC2 i GND)
2A	input only	Tak	Wejście nieodwracające kanału sterownika 2 (kompatybilne z TTL do 7 V)
VCC2	power in	—	Napięcie zasilania stopni wyjściowych silników (4.5 V do 36 V; wymaga kondensatorów odsprzęgających o niskim ESR)
3,4EN	input only	Tak	Zezwolenie kanałów 3 i 4 (aktywny stan wysoki, wejście kompatybilne z TTL do 7 V)
3A	input only	Tak	Wejście nieodwracające kanału sterownika 3 (kompatybilne z TTL do 7 V)
3Y	power out	—	Wyjście kanału sterownika 3 (stopień przeciwsobny z tranzystorem Darlingtona; wewnętrzne diody gaszące do VCC2 i GND)
GND	ground	—	Masa układu i odprowadzanie ciepła (połączona z miedzianą ramką obudowy; łączyć z masą PCB przelotkami termicznymi)
GND	ground	—	Masa układu i odprowadzanie ciepła (połączona z miedzianą ramką obudowy; łączyć z masą PCB przelotkami termicznymi)
4Y	power out	—	Wyjście kanału sterownika 4 (stopień przeciwsobny z tranzystorem Darlingtona; wewnętrzne diody gaszące do VCC2 i GND)
4A	input only	Tak	Wejście nieodwracające kanału sterownika 4 (kompatybilne z TTL do 7 V)
VCC1	power in	—	Napięcie zasilania wewnętrznej logiki sterującej (4.5 V do 7 V, nominalnie 5 V; odsprzęgać ceramikiem 0.1 µF do GND)

Kluczowe Parametry

Parametry

Parametr	Min.	Typowo	Maks.	Jednostka	Warunki pomiaru
Napięcie wyjściowe stanu wysokiego(VOH)	VCC2 - 1.8	VCC2 - 1.4	—	V	IOH = -0.6 A, TA = 25°C
Napięcie wyjściowe stanu niskiego(VOL)	—	1.2	1.8	V	IOL = 0.6 A, TA = 25°C
Napięcie przewodzenia górnej wewnętrznej diody gaszącej(VOKH)	—	VCC2 + 1.3	—	V	IOK = -0.6 A, TA = 25°C
Napięcie przewodzenia dolnej wewnętrznej diody gaszącej(VOKL)	—	1.3	—	V	IOK = 0.6 A, TA = 25°C
Napięcie wejściowe stanu wysokiego(VIH)	2.3	—	7	V	VCC1 <= 7 V
Napięcie wejściowe stanu niskiego(VIL)	-0.3	—	1.5	V	VCC1 <= 7 V
Prąd wejściowy stanu wysokiego (wejścia A)(IIH_A)	—	0.2	100	µA	VI = 7 V, TA = 25°C
Prąd wejściowy stanu wysokiego (wejścia EN)(IIH_EN)	—	0.2	10	µA	VI = 7 V, TA = 25°C
Prąd wejściowy stanu niskiego (wejścia A)(IIL_A)	—	-3	-10	µA	VI = 0 V, TA = 25°C
Prąd wejściowy stanu niskiego (wejścia EN)(IIL_EN)	—	-2	-100	µA	VI = 0 V, TA = 25°C
Ciągły prąd wyjściowy na kanał(IO_cont)	—	600	600	mA	Każdy kanał, TA = 25°C
Szczytowy prąd wyjściowy na kanał(IO_peak)	—	1.2	1.2	A	tp <= 100 µs, niepowtarzalny
Prąd zasilania części logicznej (wyjścia w stanie niskim)(ICC1)	—	35	60	mA	IO = 0, wszystkie wyjścia w stanie niskim, TA = 25°C
Prąd zasilania stopni wyjściowych (wyjścia w stanie wysokim)(ICC2)	—	14	24	mA	IO = 0, wszystkie wyjścia w stanie wysokim, TA = 25°C
Czas propagacji ze stanu niskiego do wysokiego(tPLH)	—	800	—	ns	VCC1 = 5 V, VCC2 = 24 V, CL = 30 pF, TA = 25°C
Czas propagacji ze stanu wysokiego do niskiego(tPHL)	—	400	—	ns	VCC1 = 5 V, VCC2 = 24 V, CL = 30 pF, TA = 25°C

Wartości Maksymalne (Absolute Maximum Ratings)

Maks. napięcie zasilania (VDD/VCC)	36 V
Maks. napięcie wejściowe	7 V
Maks. prąd wyjściowy / pinu	1200 mA
Temperatura złącza	0 – 70 °C
Temperatura przechowywania	-65 – 150 °C
Odporność ESD (HBM)	2000 V
Rezystancja termiczna θJA (PDIP-16)	36.4 °C/W
Rezystancja termiczna θJC (PDIP-16)	22.5 °C/W

Pułapki Układowe i Ostrzeżenia Inżynieryjne

Rzeczywiste zastrzeżenia sprzętowe, ograniczenia projektu PCB i errata krzemu, które warto znać przed produkcją.

Krytyczne

Spadek napięcia nasycenia Darlingtona (od 2.6V do 3.6V na mostek) i straty cieplne

Każdy stopień wyjściowy półmostka składa się z górnego tranzystora pseudo-Darlingtona NPN i dolnego tranzystora Darlingtona NPN. Ponieważ bipolarne tranzystory złożone nie mogą nasycić się poniżej sumy dwóch napięć przewodzenia złącza baza-emiter, stopień wyjściowy traci około 1.4V–1.8V na górnym kluczu (VOH = VCC2 - 1.4V typ.) oraz 1.2V–1.8V na dolnym kluczu (VOL = 1.2V typ.). Podczas sterowania silnikiem DC w pełnym mostku H łączny spadek napięcia na obu przewodzących tranzystorach wynosi od 2.6V do 3.6V. Przy prądzie 600mA powoduje to wydzielanie od 1.6W do 2.2W ciepła wewnątrz samej obudowy, prowadząc do szybkiego nagrzewania układu i obniżenia napięcia na silniku.

Jak temu zapobiec

Uwzględniaj stratę 2.6V–3.6V podczas doboru napięcia zasilania silników VCC2 (np. podaj 9V, aby uzyskać 6V na silniku). Do konstrukcji bateryjnych lub wymagających wysokiej sprawności wybieraj nowoczesne sterowniki mostkowe DMOS/CMOS (np. DRV8833 lub TB6612FNG) o niskiej rezystancji RDS(on).

Ostrzeżenie

Ograniczenie prądu ciągłego (600 mA ciągle wobec 1.0 A w wersji L293)

Układ L293D posiada zintegrowane diody gaszące szpilki indukcyjne, jednak jego dopuszczalny prąd ciągły wynosi 600 mA na kanał (1.2 A w impulsie tp <= 100 µs), podczas gdy wersja podstawowa L293 bez diod dopuszcza 1.0 A ciągle (2.0 A w impulsie). Próba zasilania silników o prądzie zablokowania wirnika powyżej 600 mA spowoduje zadziałanie zabezpieczenia termicznego, spadki napięcia lub nieodwracalne uszkodzenie połączeń wewnętrznych struktury krzemowej.

Jak temu zapobiec

Sprawdź, czy prąd pracy ciągłej silnika nie przekracza 500 mA, a prąd rozruchowy mieści się w granicy 1.2 A. Jeśli wymagany jest większy prąd, zastosuj wersję L293 z zewnętrznymi szybkimi diodami Schottky'ego (np. 1N5819), połącz równolegle sąsiednie półmostki (1A+2A i 1Y+2Y razem) lub wybierz mocniejszy kontroler.

Ostrzeżenie

Separacja szyny zasilania logiki (VCC1) od zasilania silników (VCC2)

Nóżka VCC1 zasila wewnętrzną niskonapięciową logikę TTL (4.5V do 7V, nominalnie 5V), podczas gdy VCC2 zasila obciążenia indukcyjne (4.5V do 36V). Podłączenie VCC1 do niestabilizowanego zasilania silnika lub brak kondensatorów odsprzęgających powoduje przenikanie zakłóceń komutacyjnych silnika do logiki, wywołując resetowanie mikrokontrolera lub zatrzaśnięcie (latch-up) sterownika.

Jak temu zapobiec

Zasilaj VCC1 ze stabilizowanego napięcia 5V z kondensatorem ceramicznym 100 nF bezpośrednio przy nóżce 16. Linię VCC2 zasilaj z osobnego źródła z kondensatorem 100 nF oraz elektrolitem o niskim ESR 47 µF do 100 µF przy nóżce 8. Zapewnij połączenie w układzie gwiazdy na nóżkach masy 4, 5, 12 i 13.

Ostrzeżenie

Odprowadzanie ciepła przez środkowe wyprowadzenia masy 4, 5, 12 i 13 na PCB

Środkowe nóżki 4, 5, 12 i 13 są połączone z miedzianą ramką nośną struktury scalonej w obudowie PDIP-16 i stanowią podstawową drogę odprowadzania ciepła. W powietrzu bez miedzianego pola chłodzącego rezystancja termiczna RthetaJA jest wysoka, ograniczając moc ciągłą do poniżej 1.5W przed osiągnięciem 150°C. Pozostawienie tych nóżek niepodłączonych lub połączonych cienkimi ścieżkami uniemożliwia chłodzenie.

Jak temu zapobiec

Przylutuj wszystkie cztery nóżki masy (4, 5, 12 i 13) bezpośrednio do zwartej wylewki miedzi GND o grubości co najmniej 35 µm z gęstą siatką przelotek termicznych. Połączenie z polem miedzi 30 mm x 30 mm obniża RthetaJA do około 36.4°C/W, pozwalając na rozproszenie do 3W w temperaturze 25°C.

Zamienniki i Kompatybilne Układy

Numer części (MPN)	Producent	Kompatybilność	Różnice elektryczne / uwagi do BOM
L293DNE	Texas Instruments	pin to pin drop in	Oficjalne oznaczenie zamówieniowe producenta dla układu L293D w obudowie PDIP-16 z powłoką wyprowadzeń NiPdAu.
SN754410NE	Texas Instruments	differing electrical limits	Wyższy ciągły prąd wyjściowy (1.0 A na kanał wobec 600 mA); zgodna obudowa PDIP-16; sprawdź obecność diod w danej rewizji.
L293B	STMicroelectronics	functional requires bom change	Wyższy ciągły prąd wyjściowy (1.0 A na kanał); identyczny układ wyprowadzeń PDIP-16; wymaga zewnętrznych diod gaszących.

Przykładowe Aplikacje Układowe

Podwójny mostek H do silników DC na L293D

Topologia: Czterokanałowy bipolarny sterownik półmostkowy skonfigurowany jako dwa pełne mostki H ze zintegrowanymi diodami zwrotnymi do dwukierunkowego i PWM sterowania silnikami DC.

Zobacz schemat Otwórz w Edytorze Web CAD

Oficjalna Dokumentacja i Cytowane Źródła

Oryginalne noty aplikacyjne, erraty i specyfikacje producentów półprzewodników.

DATASHEETTexas Instruments

L293, L293D Quadruple High-Current Half-H Drivers

Pomóż dbać o poprawność tej strony

Znalazłeś pin, obudowę lub parametr niezgodny z notą katalogową? Zgłoś to.

Zgłoś problem

Otwiera publiczny formularz na GitHubie z już wpisaną tą stroną; potrzebne jest bezpłatne konto GitHub. Jak działają zgłoszenia i potwierdzenia

Przegląd Techniczny

Rozkład Wyprowadzeń i Funkcje Alternatywne

Kluczowe Parametry

Parametry

Wartości Maksymalne (Absolute Maximum Ratings)

Pułapki Układowe i Ostrzeżenia Inżynieryjne

Zamienniki i Kompatybilne Układy

Przykładowe Aplikacje Układowe

Podwójny mostek H do silników DC na L293D

Oficjalna Dokumentacja i Cytowane Źródła

L293, L293D Quadruple High-Current Half-H Drivers

Pomóż dbać o poprawność tej strony

Powiązane komponenty

NE555P

ULN2003A

SN74AUC1G14DBVR

LM2596