機(jī)器人工業(yè)應(yīng)用等步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)MS4989參數(shù)與應(yīng)用

鑫邦旺電子科技

描述

MS4989 是一款雙極微步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，內(nèi)置有4bit DAC，可以實(shí)現(xiàn)全步進(jìn)，1/2，1/16，1/64，4 種步進(jìn)模式；芯片具有最大 35V，±1.5A 的驅(qū)動(dòng)能力。MS4989 為脈沖控制步進(jìn)模式，每在 STEP 腳加一個(gè)脈沖，電機(jī)前進(jìn)一個(gè)微步；不需要相位序列表，也不需要高頻控制線以及復(fù)雜的程序控制界面。

另外 MS4989 還具有固定電流衰減周期的整流器，能自動(dòng)選擇電流的衰減模式：慢衰減和混合衰減。混合衰減模式在前段衰減時(shí)間內(nèi)為快衰減，剩余時(shí)間為慢衰減，此種衰減模式有助于減小電機(jī)噪聲，增加步進(jìn)精度以及降低功耗。

內(nèi)部的同步整流電路能降低功耗，內(nèi)置有過溫保護(hù)，過流保護(hù)，低壓保護(hù)以及短路保護(hù)電路，且芯片不需要特殊的上電過程。

特點(diǎn)

低輸出導(dǎo)通電阻

自動(dòng)電流衰減模式的選擇和檢測(cè)

同步整流

混合衰減和慢衰減兩種模式

內(nèi)置 5V LDO 輸出，不需要邏輯電源

可兼容 5V 和 3.3V 邏輯輸入

全步進(jìn)，1/2，1/16，1/64 細(xì)分模式

過溫保護(hù)、欠電壓保護(hù)

低電流睡眠模式（<50uA）

應(yīng)用

安防視頻監(jiān)控

3D 打印

機(jī)器人技術(shù)

工業(yè)應(yīng)用

封裝

6 L' D. g) x( U) f7 r* C

內(nèi)部框圖

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管腳排列

管腳排列

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典型應(yīng)用

  L& o9 M% J. t6 i

功能描述

芯片運(yùn)作

MS4989 可以通過 MSx 腳可以選擇全步進(jìn)，1/2，1/16，1/64 步進(jìn)四種細(xì)分模式，由 NDMOS構(gòu)成的兩個(gè)全橋結(jié)構(gòu)中的電流通過固定衰減周期的 PWM 控制電路進(jìn)行同步整流。每次步進(jìn)中的輸出電流由 VREF電壓，外部電流 SENSE 電阻，以及 DAC 輸出電壓共同決定。

在上電和重置時(shí)，DA 輸出和相位電流極性被置為初始 HOME 態(tài)（HOME 態(tài)為 DA 最大輸出電壓的 0.707 位置），并且電流整流在各相位為混合衰減模式。當(dāng) STEP 命令到來后，DAC 輸出和電流極性開始正常運(yùn)作。步進(jìn)步長(zhǎng)由 MSx 控制。

步進(jìn)階段下降時(shí)衰減模式為混合衰減，步進(jìn)上升時(shí)為慢衰減，這種工作模式稱為自動(dòng)衰減模

式。自動(dòng)衰減模式的選擇提高了電機(jī)工作性能，同時(shí)也減小了電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)引起的電流波形的扭曲變形。

1．微步控制（MS1， MS2）

微步階數(shù)由 MS1，MS2 共同控制，如表 1 所示。MSx 有一個(gè) 400k&#8486;的下拉電阻。需要檢測(cè)STEP 信號(hào)的上升沿才能進(jìn)行步進(jìn)模式切換。如果需要改變步進(jìn)模式，就需將譯碼器重置，否則就必須在兩種步進(jìn)模式共同的步進(jìn)位置進(jìn)行切換，以免丟步。當(dāng)芯片因過溫或過流保護(hù)而掉電重置時(shí)，轉(zhuǎn)換器將被置于 HOME 態(tài)糾正所有的步進(jìn)模式。

負(fù)載短路保護(hù)和接地保護(hù)

當(dāng)電機(jī)負(fù)載短接在一起或者直接接地時(shí)，芯片將通過檢測(cè)過流保護(hù)自己，并關(guān)斷短路的驅(qū)動(dòng)管，阻止對(duì)內(nèi)部器件的損壞。當(dāng)短路保護(hù)有效后需要 SLEEP 變 1，或者 VBB 置 0 才會(huì)使電路恢復(fù)工作。

當(dāng)兩輸出短接，電流流過 SENSE 電阻。1us 過后 SENSE 電阻上的電壓滿足故障條件，這使得驅(qū)動(dòng)管進(jìn)入固定衰減期。在固定衰減周期結(jié)束后，驅(qū)動(dòng)管重新打開，過程重復(fù)。在這個(gè)條件下驅(qū)動(dòng)管完全免受過流影響，但是短路會(huì)持續(xù)一段時(shí)間等同于驅(qū)動(dòng)管的固定衰減期。

同步整流

當(dāng)芯片進(jìn)入衰減期時(shí)負(fù)載電流會(huì)根據(jù)已選擇的衰減模式繼續(xù)流動(dòng)。同步整流的特點(diǎn)就是在電流衰減時(shí)打開合適的 FET。通過 FET 低的導(dǎo)通阻抗短路掉續(xù)流二極管，這樣可以有效的減小功耗，并省掉在其他很多應(yīng)用中肖特基二極管的使用。在負(fù)載電流將近為 0 時(shí)同步整流關(guān)閉，阻止反向的負(fù)載電流。

15. FG 輸出

當(dāng)芯片檢測(cè)模塊檢測(cè)到異常情況時(shí)，F(xiàn)G 輸出低電平。FG 開漏輸出，下拉電流最大 15mA