TMC2225 双极步进电机驱动器，峰值2A，UART接口，静音运动，微步驱动，斩波方案，低电阻。

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TMC2225是一款用于峰值高达2A的两相双极步进电机的步进/Dir驱动器，采用了StealthChop™技术，可以实现静音运动，并提供UART接口选项。该驱动器适用于2相步进电机，最大线圈电流可达2A（峰值），通过STEP/DIR接口进行控制。它具有4、8、16或32微步引脚设置，可以平滑运行并实现256微步，通过microplayer™插补技术实现StealthChop2™静音电机操作，也可以选择SpreadCycle™高动态电机控制斩波引脚。选择不同的斩波方案，可以实现不同的性能效果。此外，该驱动器具有低RDSonLS 280mΩ特性。

Opt. driver enable

图

3.2

基于

RDSon

传感的应用电路

3.3 5V Only Supply

Opt. driver enable

图

3.3 5V only

操作

虽然标准应用电路被限制在大约 5.2 V的较低电源电压，但仅 5v 的应用可以让 IC 从 5v +/-5%的电

源运行。在这种应用中，线性稳压器降必须是

www.trinamic.com

步进和方向运动控

制

配置

( G N D / op e n

或

V C C_ I O)

可选

U A R T

接口

opt . ex t. c lo ck

10-1 6 M H z

3.3 V

或

5 V

I/O

电压

步进电机

放置在IC附近，

有短路径到模垫

10 r

可选-桥接内部 5V 基准

3 v

电压

输出

VREF

CPO

消

费

者

价

格

指

数

VCP

22 n

50 v

100 n

16 v

4.7 - -5.4

TMC2225

Step&Dir 输入

DIR

步

稳压器

模拟扩展

100

牛

100

牛

100µF

电荷泵

V R E F

IREF

低 E SR 型

步进脉冲发生

器配置内存

(OT P )

配置

接口

B. Dwerst e g

，

T RINA M I C 2016

UA R T

接口

寄存

器块可编程诊断

输出

修剪过的

CL K

振荡器

选择器

静止电流减

小

全桥

OA1

OA2

胸罩

年

代

MS1

一份

传播

( 只有 T M C 222 x)

生产

/ U A RT

RSA

microPlyer

25 6 Mi c r o s t e p

Se qu e n c e r

s t e a l t h C h o p 2

司机

spreadCycle

集成

Rsense

I R E F

驱动错误索

引脉冲

诊断接

头指数

( 不配合 T MC 2 20 2)

全桥

CLK_IN

VCC_IO

100

牛

直接连接

到

GND

采用低

电感式贴片，如

1 2 0 6, 0 . 5 W

兰德

OB1

OB2

马上回来

直连到GND平

面

新奥

集团

模垫

GND

步进和方向运动控

制

步进电机

配置

( G N D / op e n

或

V C C_ I O)

可选

U A R T

接口

opt . ex t. c lo ck

10-1 6 M H z

3.3 V

或

5 V

I/O

电压

放置在IC附近，

有短路径到芯片垫

2. 2µ

6.3 v

电压

输出

RREF

VREF

CPO

消费

者价

格指

数

VCP

22 n

50 v

100 n

16 v

+ V

DIR

步

TMC2225

Step&Dir 输入

稳压器

模拟扩展

100

牛

100

牛

100µF

电荷泵

V R E F

IREF

低 E SR 型

静止电流减

小

全桥

年

代

MS1

一份

传播

( 只有 T M C 222 x)

生产

/ U A RT

OA1

OA2

胸罩

microPlyer

25 6 Mi c r o s t e p

Se qu e n c e r

s t e a l t h C h o p 2

司机

spreadCycle

直接连接到 GND

平面

集成

Rsense

I R E F

驱动错误索

引脉冲

诊断接

头指数

( 不适用于 T M C 2 2 0 2)

CLK_IN

VCC_IO

100

牛

步进脉冲发生

器配置存储器

(OT P )

配置

接口

B. Dwerst e g

，

T RINA M I C 2016

UA R T

接口

寄存

器块可编程诊断

输出

修剪过的

CL K

振荡器

选择器

全桥

直连到 GND 平

面

新奥

集团

模垫

GND

注意

从 ENN=高开始!启用驱动前

先设置GCONF.1或

OTP0.6 !

OB1

OB2

马上

回来

TMC2225 DATASH EET (Rev. 1.09 / 2019- july -25)

最小化。因此，内部 5V 稳压器用更高的电容滤波。一个可选的电阻通过连接 5VOUT 到外部电源来

桥接内部 5V 稳压器。这个 RC 滤波器保持斩波波远离 5VOUT。使用此电阻器，外部电源是绝对电

机电流的参考，不得超过 5.5V。

3.4

配置引脚

TMC2225 系列成员根据封装选项提供三个或四个配置引脚。这些引脚允许独立操作的快速配置。

OTP 编程还可以设置几个附加选项。在 UART 模式下，可以禁用配置引脚，以便通过寄存器设置

不同的配置。

Pdn_uart:

静止下电

配置

pdn_ua rt

当前的设置

GND

使能在静止期间自动断电

VCC_IO

禁用

UART

接口

当使用 UART 接口时，应该通过 GCONF

禁用配置引脚。

Pdn_disable = 1。程序

IHOLD 所需的停滞期。

扩展

选择

斩波模式

SPREAD

斩波设置

VCC_IO

SpreadCycle 操作。

Ms1 / ms2:

配置

步进输入的微步

分辨率

一份

MS1

微步设置

接地

4 微步(四分之一步)

接地

VCC_IO

8 微步

VCC_IO

接地

16 个微步

VCC_IO

32 微步

3.5

电机大电流

当在高电机电流下工作时，由于 MOSFET 开关导通电阻引起的驱动器功率耗散显着加热驱动器。

如果在增加的占空比下工作，这种功耗将显着加热 PCB 冷却基础设施。这反过来又会导致驱动器

温度进一步升高。温度升高约 100℃， MOSFET 电阻增加约 50%。这是 MOSFET 开关的典型行为。

因此，在高占空比、高负载条件下，必须仔细考虑热特性，特别是要支持提高的环境温度时。更多

信息请参考热特性和布局提示。作为经验法则，PCB 设计的热性能对于在 1A RMS 或更高的电机电

流下增加时间的微小 QFN 5mm x 5mm 封装至关重要。请记住，电阻功率耗散随着电机电流的平方

而增加。另一方面，这意味着电机电流的小幅减少可以显著节省散热和能量。

当选择 1A RMS 或更高电流时，要特别注意 PCB 布局的良好热性能。

使用 SpreadCycle 时，在中等电机速度和大约 1.4A 峰值以上的电机正弦波峰值电流下可能会感

知到的效果是电流波的轻微正弦失真。这是由于寄生内部二极管传导的负面影响越来越大，进

而导致的

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选择 GND 或 StealthChop。自动切换到 SpreadCycle 依赖引脚开/不步进频率可以通过 OTP 编程。

可用

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对 SpreadCycle 斩波器的快速衰减周期的持续时间产生负面影响。这是因为电流测量在正弦波的这

一阶段没有看到完整的线圈电流，因为电流的增加部分直接从功率 mosfet 的漏极流向 GND，而不

流经感测电阻。大多数电机的这种效应不会对操作的平稳性产生负面影响，因为它不会影响临界电

流零过渡。这种效果不会发生在 StealthChop 上。

3.6

驾驶员保护和

EME

电路

一些应用必须处理由电机操作或外部影响引起的 ESD 事件。尽管驱动芯片中有 ESD 电路，但在操

作过程中发生的 ESD 事件可能导致复位甚至破坏电机驱动器，这取决于它们的能量。特别是塑料

外壳和皮带传动系统容易引起几千伏的 ESD 事件。为了避免 ESD 事件，最好的做法是将所有导电

部件，特别是电机本身连接到 PCB 地，或者使用导电塑料件。此外，驱动器可以在一定程度上防

止 ESD 事件或带电插拔电机，这也会导致高电压和大电流进入电机连接器端子。一个简单的方案

是在驱动器输出端使用电容来降低 ESD 事件引起的 dV/dt。更大的电容在抑制 ESD 方面会带来更

多的好处，但在每个斩波周期中会产生额外的电流，从而增加驱动器的功耗，特别是在高电源电压

下。所示值为示例值-它们可能在 100pF 和 1nF 之间变化。该电容器还抑制从应用 PCB 电路的数字

部分注入的高频噪声，从而减少电磁发射。一个更复杂的方案使用 LC 滤波器来从电机连接器分离

驱动器输出。线圈端子之间的压敏电阻消除了由带电插头引起的线圈过电压。可选地保护所有输出

由压敏电阻 GND 对 ESD 电压。

图 3.4 简单的 ESD 增强和更精细的电机输出保护

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4 70 p f

1 00 v

OA1

OA2

50O hm @

100MH z

V1A

全桥 A

年

代

步进电机

50O hm @

100MH z

V1B

470 pf

100 v

司机

470 pf

100 v

全桥 B

OB1

OB2

50O hm @

100MH z

V2A

5 0Oh m @

1 00 MHz

V2B

4 70 p f

1 00 v

配合压敏电阻供电电压

评级。SMD 诱导性

导满电机线圈电流。

压敏电阻 V1 和 V2 可防止感

应电机线圈过电压。

V 1A 、V 1B 、 V 2A 、 V 2B : E SD

事件严重时，可选配压敏电阻

位置。

全桥 A

OA 1

OA 2

年

代

步进电

机

胸罩

470 pf

100 v

470 pf

100 v

司机

100 nf

16 v

全桥 B

OB1

OB2

马上

回来

4 70 p f

1 00 v

4 70 p f

1 00 v

1 00 n f

1 6 v

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UART 单线接口允许使用任何微控制器 UART 控制 TMC2225。它像基于 RS485 的接口一样共享发

送和接收线。数据传输使用循环冗余检查来保护，因此即使在电磁干扰的情况下，也可以桥接增加

的接口距离(例如在两个 pcb 之间的电缆上)，而不会出现错误或错过命令的危险。自动波特率检测

使该接口易于使用。

4.1

数据报结构

4.1.1

写访问

在 TMC2225 和 TMC2225 之间的每次传输之前都有一个同步小块，并嵌入到第一个传输的字节

中，然后是一个寻址字节 (TMC2225 为 0)。每次传输都允许内部波特率分配器与主时钟同步。实

际波特率被调整，内部时钟频率的变化被补偿。因此，波特率可以在有效范围内自由选择。每

个传输的字节以一个起始位 (逻辑 0,SWIOP 的低电平 )开始，以一个停止位 (逻辑 1,SWIOP 的高电

平)结束。位时间是通过测量从起始位开始(1 到 0 转换)到同步帧结束 (1 到 0 转换，从 2 位到 3 位 )

的时间来计算的，所有数据按字节传输。32 位数据字以最高字节优先传输。

在时钟频率为 20mhz(低波特率最坏情况)的情况下，最低波特率可达 9000 波特。由于需要波特率时钟

的稳定性，最大波特率为 f

CLK

/16。

TMC22 25

的从地址

SLA VEA DDR

始终为

。

如果两个连续字节的起始位之间出现超过 63 位的暂停时间，通信将被重置。这个时间是基于最后

一个正确接收到的数据报。在这种情况下，需要在至少 12 位总线空闲时间的故障恢复时间后重新

启动传输。这种方案允许主站在传输错误的情况下重置通信。空闲数据线上低于 16 个时钟周期的

任何脉冲都将被视为故障，并导致 12 比特时间的超时，为此数据线必须处于空闲状态。其他错误，

如错误的 CRC 也以同样的方式处理。这允许在任何错误情况发生后安全地重新同步传输。注意，

由于这种机制，波特率突然降低到低于先前值的 15%是不可能的。

接收方通过增加一个内部循环数据报计数器 (8 位 )来确认每个被接受的写数据报。读出数据报计

数器允许主机检查初始化序列或单次写访问是否成功。读访问不修改计数器。

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UART

写访问数据报结构

每个字节是 LSB…MSB，最高字节先传输

…

位从机

RW + 7

位

Sync +

预留

位数据地址寄存器

addr

。

…

15 16

…

23 24

…

保留

(

不关心注册数据字节

3,2,1,0 1 0)SLA VEADDR =0 1

但包含在 CRC 中)地址(高到低字节)

CRC

年

…

CRC

…

4 UART

单线接口

UART

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TMC-API-master_tmc2208_Tmc2225_TMC5130_tmc_tmc22092225

TMC-API-master_tmc2208_Tmc2225_TMC5130_tmc_tmc22092225.zip

TMC2225模块设计及应用资料整理.pdf

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