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TMC 262 数据手册
通常来说,这款两相双极步进电机驱动器有很高的性比价,同时拥有做先进的功能。它外
部有合适的 MOS 管,可以驱动不同尺寸大小的步进电机。拥有 STEP/DIR 和 SPI 两种驱动模
式。
用途
纺织机,缝纫机
工厂自动化
实验室自动化
液体处理设备
医疗
办公自动化
打印机和扫描仪
数字监控系统
自动取款机和现金回收机
Pos 机(销售终端)
泵和阀门
日光反射控制器
数控机床
特点
使用外部的 P 管 N 管使电机电流的最大值达到 8A(大电流)
最大值达到 60V 的直流工作电压(高压)
最大细分倍数为 256(高分辨率)
芯片是 5*5mm QFN32 的封装(最小的尺寸)
使用同步整流算法(低功耗)
门驱动控制斜率和电流(合适的磁场干扰) ????????????????
过流,短路,过温和欠压保护(保护和诊断功能)
无传感器负载检测电路(拖延保护)
自适应电流控制节能达 75%(智能节能)
修改微细分的值增加电机输出电流的平滑度(微细分)
高精度斩波使电机拥有最好的正弦波波形和良好的过零点(扩张周期)
说明
TMC262 驱动器是一款两相步进电机驱动器。它有在工业上处于领先地位的配置,包括高
分辨率的微分,无传感器负载检测,自适应电流算法,低共振斩波运算和标准的 SPI 和
STEP/DIR 通讯接口。TMC262 驱动器有四个外置的 P&N 管,电机有达到 8A 的最大电流和达
到 60V 的最大直流工作电压。有完善的保护诊断电路,这使得电机能够安全可靠的运行。
高度集成化,高效的能量利用率以及外部组件小型化设计(小型封装的元器件)使得该驱
动器成本大大的降低,与其他同类型产品相比有极大的竞争力。
实例:
高功率和小尺寸
TMC262 驱动器在功率利用效率和功能的多样化很是可圈可点,可以应用于不同的领域和
不同型号的步进电机,同时降低了生产成本。在芯片,PCB 硬件以及高效的软件设计水平
的支持下加快了设计周期和销售速度,拥有强大的市场竞争力。TRINAMIC 的智能节能技术
提高了能源利用效率,进一步节省了成本。
STEPROCKER
相比于传统的热传递冷却,它能够满足所有的冷却要求。通过论坛,应用软件,原理图,
开放的工程来源和演示函数等方式,运动控制体系支持 STEPROCKER。
TCMC 模块能够驱动 11 号步进电机
这个微型步进电机驱动器有 1.2A 输出功率并且能够直接安装在 28 号步进电机上。小型尺
寸封装的双 MOS 管使得驱动器有一个非常紧凑和灵活的 PCB 布局。
TMC262 开发平台评估
这个测试版是一个基于 TMC262 的开发平台。
在个人电脑上运行控制软件,可以了解到它在 USB 和 RS232 串口通信是很有特点的。
在 40V 的直流工作电压,外置的 MOS 管的驱动电流能达到 6A。
它的控制软件规定了一个很好用的用户界面。在这个界面中你可以设置控制参数并且使电
机的动态响应可视化。
电机运动可以通过外部的信号源和输入信号得到控制。
目录
1 工作原理
1.1 核心思想
1.2 控制界面
1.3 机械负荷
1.4 电流控制
2 管脚定义
2.1 封装外形
2.2 信号描述
3 内部结构
4 负载检测
4.1 阈值设置
4.2 检测频率和滤波
4.3 电机失速检测
4.4 负载检测范围
5 自适应电流控制
5.1 电流设置
6 SPI 接口
6.1 总线信号
6.2 总线时钟
6.3 总线结构
6.4 寄存器写指令
6.5 驱动控制寄存器
6.6 斩波控制寄存器
6.7 智能节能控制寄存器
6.8 负载检测和电流设置控制寄存器、
6.9 驱动设置寄存器
6.10 读寄存器
6.11 设备初始化
7 STEP/DIR 接口
7.1 时钟
7.2 微细分表
7.3 改变分辨率
7.4 插入微细分
7.5 减少停顿(过零点处理)
8 电流设置
8.1 采样电阻
9 斩波运算
9.1 循环斩波模式
9.2 固定关断时间模式
10 功率管的不同阶段
10.1 先断后通逻辑
10.2ENN 输入
10.3 斜率控制
11 诊断和保护
11.1 短路检测
11.2 开路负载检测
11.3 过温检测
11.4 欠压检测
12 供电时序
13 系统时钟
13.1 频率选择
14 mos 管实例
15 外部电源
16 布线考量
16.1 采样电阻
16.2 裸板
16.3 电源滤波
16.4 布线实例
17 极限参数
18 电气特性
18.1 操作范围
18.2 直流和交流的范围
19 封装数据
19.1 平面尺寸
19.2 芯片封装数据
20 免责声明
21 静电敏感设备
22 图表
23 修订历史
24 参考文献
1. 工作原理
如上图 1.1 所示,TMC262 芯片在智能运动控制(μC)与 mos 管之间,mos 管是用来驱动两相步
进电机。拉高后,在 TMC262 中嵌入式单片机通过 SPI 串口通讯发送相关的控制参数和模式
选择来完成程序的初始化。单片机可能直接执行运动控制功能,如图 1.1 上部分所示,也
可能发送指令到运动控制芯片来实现运动控制,如图 1.1 下部分 TCM439 所示。通过 STEP
接口输入的脉冲信号,和 DIR 接口的方向控制信号,运动控制器能够精确控制运动位置。
TMC262 有一个微步计数器和正弦列表将这些信号转化为线圈电流(这些电流控制了电机
的位置)。如果单片机要直接实现运动控制功能,就需要在 TMC262 的 SPI 接口上输入线圈
电流的值,在这时候 STEP/DIR 接口的功能会变得无用。这种运行方式需要相应的软件去跟
踪步进电机的位置并且参考正弦列表去计算线圈电流。为了优化功耗和散热,可以通过软
件来实时的修改调整智能节能、负载检测和电流设置的参数,例如在不同的运行模式下,
实现电机运行速度和功耗的均衡。运动控制功能是一个硬实时的任务,它对嵌入式单片机
的可靠施行和其他任务可能是一种负担。TMC429 卸载了运动控制功能,3 个步进电机能够
可靠地实现单片机的少许服务需求。软件只需要发送目标位置,TMC429 就能够产生精确
的脉冲数目。通过 SPI 总线,软件就能够完美的控制 TMC262 和 TMC429 芯片的运行。
1.1 主要概念
TMC262 步进电机驱动器完成了多个高级专利,这些专利是 TRINAMIC 产品独有的。在很多
步进电机的应用上,这些专利提高精确度,提高能源利用效率,使产品有跟高的可靠性,
使运动动作更加流畅,更利于电机的冷却。
Stallguard 使用线圈的反电动势进行高精度符合测量
Coolstep 自适应电流控制能降低 75%的能源损耗
Spreadcycle 高精度斩波算法有助于代替传统的固定关断时间的算法
Microplyer 微细分的内插程序比 STEP/DIR 接口更有助于提高微步距的平滑度
除了增强这些寄存器性能,TRINAMIC 步进电机驱动器也提供安全检测和防范因短路、开路、
超温、欠压引起的电机故障,并且加强了发生故障的设备的恢复性。
1.2 控制界面
步进电机驱动器有两种驱动方式,分别是 SPI 接口控制模式和 STEP/DIR 接口控制模式。SPI
接口用于给芯片写入控制信息和读取芯片和电机的状态信息。必须使用这个接口使步进电
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