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                  HR8828-STEP/DIR微步进电机驱动芯片

                  2018年12月12日

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                  www.sinere.cn

                  给大家介绍的是一种内置步进表的集成微步进电机驱动芯片(HR8828),为打印机、扫描仪和其它自动化设备提供解决方案。其设计为能使双极步进电机以全、半、1/4、1/8、1/16、1/32步进模式工作。步进模式由逻辑输入MODEx选择。输出驱动能力达到38V和±3.5A。HR8828的衰减模式可编程。HR8828也是一款由杭州中科微(中国北斗导航芯片设计厂商)研发出来可PIN TO PIN替代大部分进口的驱动芯片,如:TOSHIBA东芝的TB6560、TB6600就可直接替换使用。在保证性能的前提下,它的成本也是很有优势的。这里我就不说了。下面主要是说下HR8828的模块功能,以便大家进一步了解。

                  模块功能描述

                  HR8828双极步进电机提供集成驱动方案,内置两路NMOS H桥,电流检测和整流电路,微步进相序表。HR8828供电范围从8V至38,提供3.5A zui大电流输出。简单的STEP/DIR接口简化了控制电路,内置微步进相序表可以实现高细分模式。电流整流是可编程的,可实现混合衰减模式。低功耗睡眠模式允许系统节省功耗当电机不需要驱动的时候。PWM Motor Drivers HR8828包含两路使用PWM电流控制的H桥电机驱动电路。下图显示电路功能模块:


                  注意:芯片上有多个VBB管脚,所有VBB管脚需连接在一起,连接到供电电源。

                  Current Regulation

                  通过固定频率的 PWM 电流整流器,流过电机驱动桥臂的电流是被限制的或者是被控制的。当一个 H 桥被

                  使能,流过相应桥臂的电流以一个斜率上升,此斜率由直流电压 VBB 和电机的电感特性决定。当电流达到设

                  定的阈值,驱动器会关闭此电流,直到下一个 PWM 循环开始。

                  在步进过程中,电流整流电路使得流过两个桥臂的电流呈现半正弦的方式变化,这样使得电机能?#19981;?#30340;转

                  动。PWM 目标电流由比较器比较连接在 SENSE 管脚上的电流检测电阻上的电压除以一个除数因子(5)的值

                  和一个参考电压决定。参考电压是 VREF 管脚上的输入电压。100%斩波电流计算如下:


                  举个例子?#26477;?#22914;使用了一个 0.5Ω 的电阻,VREF 上的电压为 3.3V,这样 100%斩波电流为 1.32A。

                  参考电压通过内部 DAC 来衡量,这样可实现步进电机的微细分。

                  ecay Modes

                  在 PWM 电流整流期间,H 桥被使能,这样驱动流过电机桥臂的电流直到 PWM 斩波电流阈值达到。电流

                  路径在下图的示例 1 中描述。图中描述的电流方向定义为正向。

                  一旦 PWM 斩波电流阈值达到,H 桥可以工作在两种不同的状态,快衰或者慢衰。在快衰减模式,一旦 PWM 斩波电流阈值达到,H 桥反转输出状态,使得桥臂电流反方向流通。当桥臂电流接近 0 ?#20445;琀 桥被禁止,这样?#20048;?#21453;向电流流通。快衰减电流路径在下图的示例 2 表示。


                  在慢衰减模式,通过使能两路?#33073;共?#30340; FET,使得桥臂电流续流,下图示例 3 表示了慢衰减的电流路径。 

                  衰减模式HR8828支持混合衰减,可由DECAY的输入状态觉得输出方式:DECAY接地选择电流上升慢衰,下降混合衰;悬空或者接搞选择全混合衰。DEACY管脚内置22KΩ的下拉电阻。所以当DECAY管脚开路或者不使用?#20445;?#40664;认的衰减方式是全混合衰减。

                  在混合衰减模式,开始是快衰减,经过一段固定关闭时间(PWM周期的33%),开启慢衰减,直至PWM周期结束。

                  Blanking Time

                  在电流被使能的那一刻,xISEN 管脚上的电压是?#32531;?#30053;的,经过一个固定时间后,电流检测电路才被使能。

                  这个消隐时间一般固定在 1.75us。这个消隐时间同时决定了在操作电流衰减时的最小 PWM 时间。

                  nRESET, nENBLE and nSLEEP Operation

                  nRESET 管脚输入低电平?#20445;?#33455;片复位内部逻辑,复位微步进相序表至 HOME 状态,同时禁止 H 桥,STEP

                  上的逻辑输入是?#32531;?#30053;的。

                  nENBL 管脚用来控制输出和使能/禁能微步进相序表的操作。当 nENBL 输入低电平,H 桥输出使能,STEP

                  上的上升沿被识别。当 nENBL 输入高电平,H 桥被禁止,输出是高阻状态,STEP 输入?#32531;雎浴?/span>

                  nSLEEP 管脚输入为低电平?#20445;?#22120;件将进入休眠模式,从而大大降?#25512;?#20214;空闲的功耗。进入休眠模式后,器

                  件的 H 桥被禁止,电荷泵电路停止工作,V3P3 输出被禁止,同时内部所有时钟也是停止工作的,所有的逻辑输
                  入都?#32531;雎浴?#24403;其输入翻转为高电平?#20445;?#31995;统恢复到正常的操作状态并将器件的输出预置到 HOME 状态,为了

                  内部电荷泵恢复稳定工作,在 SLEEP 恢复高电平并延时 1ms 后 STEP 信号才能起作用。

                  nRESET 和 nENABLE 内置 100KΩ 的下拉电阻,nSLEEP 内置 1MΩ 下拉电阻。

                  Protection Circuits

                  HR8828 有过流保护,过温保护和欠压保护。

                  Overcurrent Protection (OCP)

                  在每一个 FET 上有一个模拟电流限制电路,此电?#24223;?#21046;流过 FET 的电流,从而限制门驱动。如果此过流

                  模拟电流维持时间超过 OCP 脉冲时间,H 桥内所有 FET 被禁止,nFAULT 管脚输出低电平H 桥上臂和下臂上的过流条件是?#27426;?#31435;检测的。对地短路,对 VBB 短路,和输出之间短路,都会造成流关闭。注意,过流保护不使用 PWM 电流控制的电流检测电路,所以过流保护功能不作用与 SENSE 电阻。

                  Thermal Shutdown (TSD)

                  如果结温超过安全限制阈值,H 桥的作用 FET 被禁止,nFAULT 管脚输出低电?#20581;?#19968;旦结温降到一个安全水平,所有操作会自动恢复正常。

                  Undervoltage Lockout (UVLO)

                  在任何时候,如果 VBB 管脚上的电压降到低于欠压锁定阈值,内部所有电路会被禁止,内部所有复位。

                  当 VBB 上的电压上升到 UVLO 以上,所有功能自动恢?#30784;?/span>

                  本文来源于:www.sinere.cn


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