通過優(yōu)化控制實現(xiàn)出色的靜音性和可靠性步進電機驅(qū)動器IC

ROHM擁有超過220款機型的電機驅(qū)動器IC，而且擁有豐碩的市場業(yè)績。電機驅(qū)動器IC涵蓋的電機包括有刷直流電機、步進電機、單相無刷直流電機、三相無刷直流電機(包括高電壓)，電機驅(qū)動器IC擁有具備高效率和高可靠性的各種電壓、電流、封裝的產(chǎn)品陣容，而且還有引腳兼容的電機驅(qū)動器IC產(chǎn)品。

具有高效率和高可靠性特點的步進電機驅(qū)動器IC有40多款機型。j的控制方法有CLK-IN、PARA-IN、CLK-IN/PARA-IN可選，并且步進電機驅(qū)動器IC的每種電壓、電流和接口均具有豐富的陣容。步進電機驅(qū)動器IC的具有MIX DECAY功能、支持單電源、簡便的CLK-IN控制、完善的保護功能、PWM恒流控制(他勵方式)、內(nèi)置尖峰噪聲抑制功能(無需外置噪聲濾波器)、未通電時的誤動作防止功能、省電功能、超小型、超薄等特點。

MIX DECAY(混合衰減)功能

當電機電流衰減時，根據(jù)電流再生模式(慢速衰減/SLOW DECAY，快速衰減/FAST DECAY)，電流的跟隨性變差，從而引起電機的振動和噪聲問題。作為對策，采用了MIX DECAY功能，即能夠在電流衰減時從外部調(diào)整SLOW DECAY和FAST DECAY的比率。

由于SLOW DECAY在電機線圈之間施加的電壓較小，并且再生電流會緩慢降低，因此電流紋波會變小，這在電機轉(zhuǎn)矩方面是有利因素。這種方式適用于FULL STEP模式和低脈沖頻率驅(qū)動的HALF STEP、Quarter STEP、1/16 STEP模式。但是，由于容易受到小電流區(qū)域的電流可控性下降導(dǎo)致的輸出電流增加的影響，以及在以高脈沖頻率驅(qū)動時電機的反向電壓的影響，因此這種方式無法跟隨電流限值的變化，并且電流波形會失真，電機振動會增加。

采用FAST DECAY方式時，由于再生電流會急劇降低，可以減少高脈沖頻率驅(qū)動時的電流波形的失真問題，因此該方式適用于高脈沖頻率驅(qū)動的HALF STEP、Quarter STEP、1/16 STEP模式。但是，輸出電流的紋波會增大，平均電流會降低，電機轉(zhuǎn)矩減小和電機損耗增加而導(dǎo)致發(fā)熱量增加，這些都是需要解決的問題。

而MIX DECAY方式能夠解決SLOW DECAY和FAST DECAY的問題，并且通過在電流衰減期間切換SLOW DECAY和FAST DECAY，可以在不增加電流紋波的情況下改善電流可控性。另外，還可以調(diào)節(jié)SLOW DECAY和FAST DECAY之間的時間比，從而可以優(yōu)化各種電機的控制狀態(tài)。

支持單電源

通常，電機驅(qū)動器需要兩個電源，即控制系統(tǒng)電源(5V級)和驅(qū)動系統(tǒng)電源(24V，12V)。ROHM的電機驅(qū)動器IC內(nèi)置了用于控制系統(tǒng)的電源電路，因此只要有驅(qū)動系統(tǒng)電源即可工作。無需另外準備將12V或24V降至5V的降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，可實現(xiàn)小型化并可降低成本。

支持單電源

通常，電機驅(qū)動器需要兩個電源，即控制系統(tǒng)電源(5V級)和驅(qū)動系統(tǒng)電源(24V，12V)。ROHM的電機驅(qū)動器IC內(nèi)置了用于控制系統(tǒng)的電源電路，因此只要有驅(qū)動系統(tǒng)電源即可工作。無需另外準備將12V或24V降至5V的降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，可實現(xiàn)小型化并可降低成本。

簡便的CLK-IN控制

有三種類型的驅(qū)動器：CLK-IN、PARA-IN、CLK-IN/PARA-IN。在兩相步進電機的情況下，PARA-IN可通過4路邏輯信號控制，但是CLK-IN利用內(nèi)置的轉(zhuǎn)換器電路，僅通過一路時鐘信號即可控制，非常簡單便捷。

完善的保護功能

搭載以下各種保護電路，安全性和可靠性更高。

過電流保護電路(OCP)：用于防止在電機輸出之間短路、電源故障或接地故障時的損壞。當流過極限值電流的時間超過規(guī)定的時間時，會將電機輸出鎖定為OPEN狀態(tài)。再次接通電源或通過PS引腳復(fù)位可即可恢復(fù)。

過電壓時輸出OFF功能(OVLO)：對電源過壓期間的IC輸出和電機進行保護的功能。當施加到VCC引腳的電壓超過指定電壓時，會將電機輸出置為OPEN狀態(tài)。

欠壓誤動作防止功能(UVLO)：當施加到VCC引腳的電壓低于指定值時，會將電機輸出置為OPEN狀態(tài)。激活UVLO功能后，電角度將會被重置。

未通電時的誤動作防止功能(Ghost Supply Prevention功能)：在未通電的狀態(tài)下被輸入了控制信號(邏輯信號、MTH、VREF)時，可以防止電壓反彈至VCC而引起的誤動作。

溫度保護電路(TSD)：內(nèi)置熱關(guān)斷電路作為過熱保護措施。當IC的芯片溫度超過175℃(typ.)時，會將電機輸出置為OPEN狀態(tài)。當溫度降至150℃(typ.)以下時，將自動恢復(fù)。

設(shè)計支持及相關(guān)信息

為了更好地進行設(shè)計支持，提供“步進電機驅(qū)動器IC用的簡易結(jié)溫估算”工具。用于兩相雙極步進電機驅(qū)動器IC的電流控制PWM驅(qū)動的熱設(shè)計。通過使用”步進電機驅(qū)動器IC用的簡易結(jié)溫估算”工具，可以與FULL和HALF勵磁模式以及SLOW DECAY / FAST DECAY模式相結(jié)合，考慮到PWM開啟、PWM關(guān)閉、PWM切換和相位切換的每個操作區(qū)域的功耗，并結(jié)合使用環(huán)境、封裝和電路板的情況，輕松計算出步進電機驅(qū)動器IC芯片的結(jié)溫。

審核編輯：湯梓紅