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DRV8711外置mos步进电机驱动芯片用例、使用国产MS35711T芯片也可以参考。此文母版乃TI芯片datasheet通过网络翻译而成,供网友方便学习交流,文中不当之处请参考原文,多包涵
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DRV8711 寄存器
目录
7.3.4 电流调节 .......................................................................................................................... 2
7.3.5 衰减模式 .......................................................................................................................... 3
7.3.6 空白时间 .......................................................................................................................... 5
7.3.7 预处理.............................................................................................................................. 5
7.3.8 配置 Predrivers ................................................................................................................ 7
7.3.9 外部 FET 选择 .................................................................................................................. 7
7.3.10 失速检测 ........................................................................................................................ 8
7.3.10.1 内部失速检测 ..................................................................................................... 8
7.3.10.2 外部失速检测 ..................................................................................................... 9
7.3.11 保护电路 ........................................................................................................................ 9
7.3.11.1 过电流保护(OCP) .......................................................................................... 9
7.3.11.2 Predriver 错误 ................................................................................................... 10
7.3.11.3 热停堆(TSD) ................................................................................................ 10
7.3.11.4 欠压锁定(UVLO) .......................................................................................... 10
7.4 设备功能模式 ........................................................................................................................... 10
7.4.1 复位和休眠操作 ............................................................................................................ 10
7.4.2 微步进驱动电流 ............................................................................................................ 11
7.5 编程 .......................................................................................................................................... 11
7.5.1 串行数据格式 ................................................................................................................ 11
7.6 寄存器映射 ............................................................................................................................... 12
控制寄存器 CTRLR .......................................................................................................... 12
扭矩寄存器 TORQUE ...................................................................................................... 13
寄存器 OFFR ................................................................................................................... 14
寄存器 BLANK ................................................................................................................. 14
寄存器 DECAY ................................................................................................................. 14
寄存器 STALL ................................................................................................................... 15
寄存器 DRIVE .................................................................................................................. 15
状态 STATUS .................................................................................................................... 16
8 应用和实施 .................................................................................................................................. 17
8.1.1 感测电阻器 .................................................................................................................... 17
8.1.2 可选串联栅极电阻器 .................................................................................................... 17
8.2.2 详细设计程序 ................................................................................................................ 17
8.2.2.2 电流调节 ............................................................................................................. 17
8.2.2.3 衰减模式 ............................................................................................................. 18
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7.3.4 电流调节
通过电机绕组的电流由可调节的固定断开时间 PWM 电流调节电路调节。当 H 桥被启用时,
电流通过绕组以取决于绕组的 DC 电压和电感以及存在的反 EMF 的大小的速率上升。一旦电
流达到电流斩波阈值,桥接器将在固定的时间段内禁用电流,通过写入 OFF 寄存器中的 TOFF
位,可在 500 nS 和 128µS 之间进行编程。关闭时间到期后,桥重新启用,开始另一个 PWM
周期。
在步进电机中,电流调节用于以正弦方式改变两个绕组中的电流,以提供平滑的运动。
PWM 斩波电流由比较器设置,该比较器将连接到 xISENx 引脚的电流感测电阻器两端的电压
乘以电流感测放大器的增益与参考电压进行比较。电流感测放大器可在 CTRL 寄存器中编程。
为了生成电流斩波比较器的参考电压,正弦查找表的输出乘以 TORQUE 寄存器中的位值。该
结果应用于正弦加权 DAC,其满量程输出电压为 2.75V。
因此,满量程(100%)斩波电流计算如下:
其中
•扭矩是扭矩位的设置
•ISGAIN 是 ISENSE 放大器(5、10、20 或 40)的编程增益(2)
例子:
如果使用0.1Ω的感测电阻器,ISGAIN设置为 0(增益为5),TORQUE设置为255,满量程(100%)
斩波电流将为(2.75 V*255)/(256*5*0.1Ω)=5.5 A。
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7.3.5 衰减模式
在 PWM 电流斩波期间,H 桥能够驱动通过电机绕组,直到达到 PWM 电流斩波阈值。如图
9 第 1 项所示。所示的电流方向指示下表中的正电流。
一旦达到斩波电流阈值,H 桥可以在两种不同的状态下工作,即快衰减或慢衰减。
在快速衰减模式下,一旦达到 PWM 斩波电流水平,H 桥将反转状态,以允许绕组电流反向
流动。相反的 FET 导通;当绕组电流接近零时,桥被禁用以防止任何反向电流流动。快速衰
减模式如图 9 第 2 项所示。在慢衰减模式下,通过启用桥中的两个低侧 FET 来循环绕组电流。
如图 9 第 3 项所示。
DRV8711 支持索引器和直接 PWM 模式中的快速衰减和慢速衰减模式。此外,仅在索引器模
式下,它支持固定混合衰减和自动混合衰减模式。衰减模式由 Decay 寄存器中的 DECMOD
位选择。
混合衰减模式以快速衰减开始,但在可编程的时间段(由 DECAY 寄存器)在固定关闭时间
的剩余时间内切换到慢衰减模式。即使选择了混合衰减,如果电流增加或保持不变(根据步
骤表),则使用缓慢衰减。
自动混合衰减模式在消隐时间结束时对电流电平进行采样,如果电流高于 Itrip 阈值,则立
即将 H 桥更改为快速衰减。在快速衰减过程中,(负)电流被监测,当它低于 Itrip 阈值(并
且经过了另一个消隐时间)时,桥被切换到慢速衰减。固定关闭时间到期后,将开始新的循
环。
如果桥被打开并且在 TBLANK 结束时电流低于 Itrip 阈值,则桥保持打开,直到电流达到 Itrip。
然后进入固定关闭时间的缓慢衰减,新的循环开始。见图 10 和图 11。
上部波形显示 tBLANK 结束时 I<Itrip 的行为。在电机速度较慢时,当反 EMF 不显著时,ON
阶段的电流增加量与快速衰减时的电流减少量相同,因为这两个时间都由 tBLANK 控制,且
变化率相同(在两种情况下,负载电感都施加了全 VM,但方向相反)。在这种情况下,电
流将逐渐降低,直到峰值电流刚好在消隐时间结束时达到 Itrip,之后一些周期将缓慢衰减,
一些周期将混合衰减。
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如果在 PWM 周期期间 Itrip 电平改变(响应于索引器的步进命令),则立即终止当前周期,
并开始新的周期。参见下图。
如果 Itrip 电平增加,H 桥将立即打开;如果 Itrip 电平降低,则立即开始快速衰减模式。顶
部波形显示了在 PWM 周期期间 Itrip 阈值降低时发生的情况。较低的 Itrip 电平导致电流在
下一周期 tBLANK 结束时高于 Itrip 阈值。进入快速衰减,直到电流低于 Itrip 阈值。
为了准确检测零电流,在零电流检测电路中有意设置了内部偏移。如果在 xISENN 和 xISENP
引脚的电流感测电阻器上放置外部滤波器,则必须保持对称。这意味着 RISENSE 电阻器底部
和 xISENN 之间的任何电阻必须与 RISENSE 电阻顶部和 xISENP 之间的相同电阻值(1%公差)
匹配。确保最大电阻为 500Ω. 电容器值的选择应使 RC 时间常数在 50ns 和 60ns 之间。这些
引脚上的任何外部过滤都是可选的,操作时不需要。
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