TMC5160数据手册：高功率步进电机控制器与驱动芯片详解

"本文档主要介绍了TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG的TMC5160步进电机驱动芯片，该芯片适用于电动汽车动力电池管理系统设计中的电机控制部分。TMC5160能够提供高达20A的线圈电流，支持多种高级控制功能，如sixPoint™运动控制器、microPlyer™微步插值、stealthChop2™和spreadCycle™斩波模式等，适用于各种工业自动化、机器人、3D打印等领域。" 在电动汽车的动力电池管理系统设计中，电机控制是至关重要的组成部分，TMC5160芯片提供了解决方案。这款芯片支持的六点运动控制器(sixPoint™)允许精确控制电机的运动轨迹，而microPlyer™微步插值功能则提高了步进电机的定位精度，使得电机运行更加平滑。TMC5160的工作电压范围为8至60V直流，这使其能够在不同的电池电压环境下稳定工作。 在TMC5160的数据手册中，提到了几个关键的操作范围参数，包括节点温度(TJ)、电机及桥臂供电电压(VVS)、VSA供电电压(VVSA)以及V12VOUT和VVSA的电源电压。这些参数确保了芯片在不同环境和负载条件下的安全运行。例如，TJ的最小值为-40°C，最大值为125°C，这表明芯片可以在较宽的温度范围内正常工作。同时，VVS和VSA的供电电压范围分别设定为10至55V和10至50V，保证了芯片供电的稳定性。 TMC5160的创新之处在于其独特的斩波模式。stealthChop2™技术使得电机在运行时几乎无声，同时保持高效能和最佳扭矩控制。spreadCycle™高动态电机控制斩波器则提供了快速响应和高精度的电机控制。此外，coolStep™电流控制技术可以降低能耗达75%，提高了系统的能效。 芯片还配备了全面的保护和诊断功能，如stallGuard2™无传感器负载检测，能够准确识别电机是否出现卡死情况。passiveBrake和idleMode特性则有助于在不需要电机运转时节省能源。TMC5160的紧凑尺寸（9x9mm² TQFP48或8x8mm² QFN封装）使得它成为系统小型化和性能扩展的理想选择。 TMC5160步进电机驱动芯片在电动汽车动力电池管理系统中扮演着关键角色，它的高集成度、高效能和先进控制技术为电机驱动提供了可靠且经济高效的解决方案。这款芯片广泛应用于机器人、工业驱动、3D打印、医疗设备、自动化等多个领域，展示了其在现代运动控制领域的卓越性能。