DRV8825电机驱动芯片.doc

电力电子 ・ Pｏｗeｒ　Eｌectronics6２　• 电子技术与软件工程　Ｅｌectronic Ｔｅchnology ＆　Ｓoｆtｗaｒe Enｇiｎeering步进电机就是将电脉冲信号转变为角位移或线位移得开环控制元, 可以分别通过控制脉冲个数与频率,　从而达到准确定位与调速得目得, 在机电一体化产品中有着广泛得应用。设　计 中 常　用 得　步 进 电 机 又　有 单 极 型(unipolar)　与双极型 （bｉpoｌar） 之分.　相对而言， 单极型电机虽然应用效率较低，　但就是驱动电路简单， 在早些年有较大得成本优势, 特别就是在高电压、 大电流得应用中。 不过近年来，随着各大厂家双极型电机专用驱动芯片得大量推出， 在性能不断提高得同时,　价格也在不断下降， 再综合了其占用 PCB　空间小,　控制简单等优点， 采用双极型电机及专用驱动芯片取代单极性电机已经成为了一种趋势。本文将介绍一种双极型电机专用控制芯片ＤＲV8８25， 并提供一个基于该芯片得打印机电机驱动电路设计方案。１ 芯片介绍DRV8825 就是德州仪器　（TＩ)　为打印机、 扫描仪与其她自动化设备设计得集成电机驱动芯片。 它集成了 ２ 个　H　桥电路, 以及片上 1／３2　微步进分度器， 可以驱动一个双极型电机，或两个直流有刷电机。 输入电压范围 8、２～４５V， 可以提供　1、7５A 得有效电流，　并可承受　2、5Ａ得峰值电流(在 2４ V、 25° C 得应用环境下 ).低至 0、2Ω 得导通电阻, 保证了芯片良好得热特性。 另外, 还集成了快速响应得短路、　过热、欠压及交叉传导保护功能电路， 能够检测故障状况, 并迅速切断 H　桥, 从而为电机与驱动芯片提供保护。功能模块框图:关键引脚功能说明：nENBＬ： 输入, 使能,　低有效，　带内部下拉。高电平时，　关闭芯片所有输出与操作.nＳLEEＰ　: 输入，　低电平时进入低功耗休眠模式， 带内部下拉。ＳTEP：　输入， 上升沿触发一步， 带内部下拉。DＩR: 输入， 设置步进方向，　带内部下拉。基于 DRV8825 得打印机电机驱动电路设计文/吴迪【关键词】 ＤRV8８25 步进电机 驱动电路本文　介绍 了 双极型 步　进电机专 用 控制 芯片 DRV8825 得 特性及使用 方法, 并提供了　一种基于ＤRV8825 得打印机电机驱动电路得设计方案.摘 要MODE0、 MODE１、 MODE２： 输　入， 设置 ｆｕlｌ, １/2， 1/４， 1/8／ 1/１６， or 1／3２ 微 步　模　式。DECAY： 输入，　衰变模式设置。nRESＥT： 输入，　复位, 低有效, 初始化分度器并关闭 H 桥输出。　带内部下拉。ＡVRＥF、　ＢVREF:　输入， 线圈电流参考电压设置　nHＯＭE　： 开 漏 输 出， 电 机 转 到 hｏmｅ　state（从上电开始电机转过 4５°得位置) 时输出低电平。　nFAULＴ:　开漏输出, 低电平表示在错误状况(过热、 过载)　.IＳＥNA、 ISEＮB: 连接采样电阻。AOUT1、 AOUT2: 连接到双极型电机得线圈 A， 正向电流方向为　AOUT1 →　AＯUＴ2。ＢOＵＴ1、 ＢOUT2: 连接到双极型电机得线圈 B， 正向电流方向为 BOＵT1 → BOUＴ2。2　用于打印机得双极型步进电机驱动电路方案本案中打印机系统对步进电机驱动得要求为: 驱动电压 VH=38Ｖ， 需提供最大 1、５A得有效电流.　另外, 要求电机驱动得斩波电流阈值可控, 在不同得应用中可以对电机提供不同得电流，　以便更好得控制电机与驱动片得温升.根据以上要求， 设计电机驱动电路图如下： MOＤＥ2MODＥ1MODE０MｎENBＬＲ２R41 R／１ %/1 206/1 /４W１ R／1 ％/１ 206/1 /4WC１C２0、47U0、１ UＰWMMVRR1 14、７ＫR7R8１ R/1　%／１ 2０6／1　/4W1 R/1　%／1 ２06/１ /4ＷRM14、7K1357２４６8C30、01 uＦＭＳTＥPMＤIRMDECAYＭnＳLEEPMnHOMＥMnFＡULTＲ１ ３４、７Ｋ 1 %AnBBnＲ６1　R/1 %/1　２06/1 /4WR9１ R／1 ％/1 206/1 /4ＷVＨVＨR１ 01 、５Ｋ　1 ％IC1ＤRV８825４1　11 ０820１ ９271　81　７1 61 ３1 ２572221691 4２9242８２３２5262131 ５ＶMAVMＢBOＵT1ＢOUT2ＤIRＤEＣAＹnHOMEnFAＵＬTｎSLＥEＰnＲESETBVREFAVＲEFAOUT1AOＵT２SＴEPnENBLＩSEＮＡISEＮBGNDPADMODE0ＧNDNCMODE1MODＥ2CＰ2CP1VＣPV３P3OＵＴ３、3ＶR１ 24、7KR3Ｒ54、７Ｋ4、7KRM2４、7Ｋ13572468MｎＲESETMOTOR　ＳTEＰＰEＲ12３4R14、7KAC40、0１ uFR1 421 ０KC5０、01　UR1 ４11 0K电路设计说明：2、 1 1MCU端口　需求：电路图 所示就是最大连接方式, 需要　1０个输出 端口、 2 个输入端口。　实际应用　中可以 根 据　MCU 端 口 资 源　情 况， 选 择 性　得 连接 nＨOME、 nＦAＵＬＴ、 nSＬEEＰ、 DECAY、nEＮＢL 等端口， 以节约端口. 2、 2 参考电压生成电路:PWＭMＶR 信 号 为 ＭCU 输　出 得 幅 值为 ３、3V 得 PWM 信号。 ＰWM　信号就是一种　具有固定周期不定占空比(D） 得数字信号。PWＭMVR　信号首先经过电阻(R10、 R１3）分压， 得到幅值后再经过两级RC积分电路后就产生参考电压。mV 为　２、５V 得 ＰＷＭ 信号, 然参考电压空比， 就可以产生不同幅值得参考电压。　因此RＥFV=mV　Ｄ. 通过控制　PWM 信号得占本案得参考电压理论值就是小等于 2、5V　得任意正电压, 从而实现了斩波电流阈值可控得设计目标。2、 3 采样电阻设置:本 案 采 用 3 个 １206 封 装　1/4Ｗ、 F 档 得1Ω 电阻并联作为采样电阻, 故ISENR=1/３Ω， 根据斩波电流阈值计算公式IＳENRＥFchopRVI´=5, 理论最大斩波电流为 1、5A, 达到设计要求。 在电流为 1、5A　时， 单个采样电阻得功率为 ０、25W，因此需至少选用　1/４W 得电阻. 实际测试中，在长时间最大电流运行时， １/4W 得采样电阻无明显温升， 因此可以满足设计要求。2、 ４ 散热处理DRV88２5 芯片封装底部有一块裸露得散热片（电路图中定义为 29 脚) ，　PCB 设计时最好能将其焊接到 PCB 得接地铜皮上， 并尽量增大这块接地铜皮得面积, 多打过孔，　以达到良好得散热性能.本文介绍了双极型步进电机专用控制芯片 DRV8８２5 得特性及使用方法,　并提供了一种基于DRV8825 得打印机电机驱动电路得设计方案。 经实际测试， 该方案电机驱动效果良好， 驱动芯片温升较小， 可以满足打印机实际应用得需要。参考文献[1］ TI 公司 、 DＲV8８25， 技术手册 、作者单位福建实达电脑设备有限公司 福建省福州 市 3５00０2

电流调节
电流通过电机绕组就是由一个固定频率PＷM电流调节,或电流调节
砍。当H桥被使能，电流上升通过绕组得速率依赖于直流电压
与绕组得电感。一旦电流达到电流斩波得阈值，所述桥禁用
电流,直到下一个PＷＭ周期得开始。
在步进电机,电流调节器用于改变所述电流在两个绕组中得半正弦方式
以提供平滑运动。
在PＷM斩波电流就是由一个比较器，其两端得电流检测电阻器比较电压设定
连接到希森销，乘以５倍,与基准电压.基准电压被输入
从xVREＦ引脚。
满量程（100％)斩波电流进行计算
公式１ 。
V
RＥFＸ
¾
I
CHOP
＝
５
·
R
ＩSENSE
（1)
例如:
如果一个０、25 Ω感测电阻器得使用量与VＲＥＦx销为2、5V ，满量程(1０0％）得斩波电流将
2、5伏/　（５× ０、25
Ω）
=　２ A、
该参考电压就是由一个内部得DＡC ,允许一个双极步进电动机得分数步进缩放,如
在下面得微定位器部分中描述.
衰减模式
中得ＰWM电流斩波,所述H桥被使能以驱动电流通过电动机绕组直到PWM
电流斩波得阈值被达到.这示于
科幻gure 3
如情况1所示得电流流动得方向
表示正电流流过。
一旦斩波电流达到阈值,所述H桥可以在两种不同得状态,快速衰变或操作
缓慢衰减。
在快速衰减模式下，一旦在ＰWM斩波电流电平已经达到时, H桥反转状态，以
允许绕组电流流在相反方向上.作为绕组电流接近０时，桥
禁用,以防止任何反向电流流动.快速衰减模式显示在
科幻gure 3
如情况2 。
在慢衰减模式，绕组电流由在桥使两个低侧FＥＴ得再循环。这就是
所示
科幻guｒｅ 3
作为案例3 。