TMC5160步进电机驱动芯片

TMC5160步进电机驱动芯片特点和优势静止态自动降电流stealthChop2 spreadCycle 驱动stealthChop2 spreadCycle 驱动1.7 stallGuard2 – 机械负载传感1.8 coolStep –负载自适应电流控制1.9 dcStep –负载相关速度控制1.10 编码器接口TMC5160工作模式模式 1全功能运动控制和驱动器模式 2脉冲和方向驱动器模式 3简单的步进和方向驱动器TMC5160中文芯片手册PDF-带书签特点和优势以下是该芯片的核心内容高达 20A 线圈电流的两相步进电机(外部 MOSFETs )支持 sixPoint™的运动控制器支持microPlyer™微步插值功能的的步进/方向接口电压范围 8…60V 直流SPI 和单线 UART 编码器接口和 2个参考开关输入256 微步stealthChop2™斩波模式安静平滑的运行电机中速运行的共振衰减spreadCycle™ 高动态电机控制斩波器dcStep™ 负载相关关速度控制stallGuard2™ 高精度的无传感器负载检测coolStep™ 电流控制能量能减少 75%被动制动和空转模式全面保护和诊断TMC 5160实现了TRINAMIC产品独有的高级功能。这些特征在许多步进电机应用有效的提高了精度、能效、可靠性、平滑性和能耗。stealthChop2™ 无噪声、高精度斩波算法用于电机的静止和运动状态下的静音控制。stealthChop2在stealthChop 的基础上加快了电机运动加减速特性降低的所需的电流最小值。spreadCycle的加强版静音模式spreadCycle™ 高精度斩波算法用于高动态电机运动和产生绝对干净的电流波。低噪音、低共振和低振动斩波器。(正常模式)dcStep™ 负载相关速度控制。电机尽可能快地移动不失步stallGuard2™ 无传感器堵转检测和机械负载测量。coolStep™ 根据负载自适应电流可将能耗降低 75 %。microPlyer™ 细分内插器用于从全步开始以较低分辨率步长输入获得全 256 微步的平滑度平滑模式除了这些性能增强之外TRINAMIC电机驱动器还提供了检测和防止短路输出、输出开路、过热和欠压情况的保障措施以增强安全性和故障恢复。静止态自动降电流自动电流减少大大降低了应用功耗和冷却需求。通过寄存器设置修改静态电流、延迟时间和衰减。自动飞轮和被动制动是静止的一种选择。被动制动将电机静止功耗降低到零同时仍然提供有效的阻尼和制动斜坡发生器和 STEP / DIR 两个操作模式都支持一种更快检测静止的配置。stealthChop2 spreadCycle 驱动stealthChop 基于电压斩波器的原理。除了电机机械滚轮轴承产生的噪音它特别保证了电机在静止和慢动作时绝对安静。不同于其他电压模式斩波器, stealthChop2 不需要任何配置。通电后它会在第一次运动中自动学习最佳设置并进一步优化后续运动中的设置。初始的归零过程足以使系统完成stealthChop 最佳配置。也可以选择通过接口预先配置初始学习参数。stealthChop2 通过对电机速度的变化立即做出反应允许高的电机动态。stealthChop2 spreadCycle 驱动stealthChop 基于电压斩波器的原理。除了电机机械滚轮轴承产生的噪音它特别保证了电机在静止和慢动作时绝对安静。不同于其他电压模式斩波器, stealthChop2 不需要任何配置。通电后它会在第一次运动中自动学习最佳设置并进一步优化后续运动中的设置。初始的归零过程足以使系统完成stealthChop 最佳配置。也可以选择通过接口预先配置初始学习参数。stealthChop2 通过对电机速度的变化立即做出反应允许高的电机动态。spreadCycle是周期斩波模式。它在很宽的速度和负载范围内提供平稳的操作和良好的共振阻尼。spreadCycle方案自动集成和调节快衰减周期以保证平滑过零性能。stealthChop2 优势: - 显著改善了低成本电机微步性能电机运行平稳安静绝对没有待机噪音降低机械共振产生改善的扭矩1.7 stallGuard2 – 机械负载传感stallguard 2提供了对电机负载的精确测量。它可以用于堵转检测也可以用于低于使电机失步的负载下的其他用途例如coolStep负载自适应调节电流。这提供了更多关于驱动器的信息允许诸如无传感器归零和驱动器机械诊断之类的功能。1.8 coolStep –负载自适应电流控制coolstep 以最佳电流驱动电机。它根据 stallguard2 负载测量信息将电机电流调整到实际负载所需的最小量。节约了能源降低了芯片的温度。好处是:能效能效功耗降低高达 75 %电机产生较少热量 提高了机械精度较少或没有散热 提高了可靠性使用较小的电机 减少所需的转矩→成本较低的电机完成这项工作1.9 dcStep –负载相关速度控制dcStep 能让电机在其负载极限和速度极限附近运行而不失步。如果电机上的机械负载增加到堵转负载点电机会自动降低速度这样它仍然可以驱动负载。有了这个功能马达将不会堵转。除了在较低速度下增加扭矩之外动态惯性将允许电机通过减速克服机械过载。dcStep 直接与斜坡发生器集成因此即使电机速度因机械负载增加而需要降低也能达到目标位置。dcStep 可以在没有任何失步的情况下达到 10 倍或更大的动态范围。通过优化高负载情况下的运动速度该功能进一步提高了整体系统效率。dcStep 优势: - 电机在过载情况下不会失步应用程序可以运行的更快自动实现最高的加速度在速度极限下实现最高的能效全步驱动达到最高电机扭矩便宜的马达便能满足应用1.10 编码器接口TMC5160 为外部增量编码器提供编码器接口。编码器不仅用于失步的判断还可实现运动控制器的归零功能(替代参考开关)。可编程预分频器设置编码器分辨率以适应电机分辨率。内部包含一 32 位编码器计数器。TMC5160工作模式TMC5160 通过两个引脚来控制它的工作模式SD_MODE 和 SPI_MODE。模式 1全功能运动控制和驱动器所有步进电机逻辑完全在 TMC5160 内。不需要软件来控制电机 ------ 只需提供目标位置。SD_MODE 接地使能此模式SD_MODE0SPI_MODE1。在该模式下用户通过 SPI 接口来设置 TMC5160 的寄存器配置参数TMC5160 使用自己的梯形曲线发生器来控制步进电机转动。用户需要设置开始运动速度VSTART、第一段折线末速度V1、最大速度VMAX、停止速度VSTOP、第一段折线的加速度A1、第二段折线加速度AMAX、第四段折线的减速度DMAX、第五段折线的减速度D1。把上面的参数设置好再设置工作模式速度模式或位置模式。最后再设置目标位置。如果是速度模式运行不需要设置目标位置电机就会开始转动。如果是位置模式则需要设置目标位置且目标位置与电机当前位置值不同电机才会转动。下图中的红线是电机的实际速度不管是速度模式还是位置模式电机的运行过程会按照下图来进行。模式 2脉冲和方向驱动器像 TMC4361 这样的外部高性能 S-ramp 运动控制器或 CPU 产生与系统内其他部件如电机 同步的脉冲和方向信号。TMC5160 控制电流和运动模式并反馈电机状态。 microPlyer 自动平滑运动。SD_MODE 接高电平使能此模式SD_MODE1SPI_MODE1。在该模式下用户通过 SPI 接口来配置 TMC5160 的寄存器。TMC5160 的功能和 DRV8825 类似外界通过脉冲和方向引脚来控制步进电机运动。模式 3简单的步进和方向驱动器TMC5160 根据步进和方向信号控制电机。microPlyer自动平滑运动配置由硬件引脚完成。 静止保持电流控制由TMC 5160完成。可选的反馈信号作为错误检测和同步标志的输出。 SPI_MODE 接地SD_MODE 接高电平使能此模式SD_MODE1SPI_MODE0。在该模式下SPI 接口失能TMC5160 的工作状态由 CFG 引脚配置。TMC5160 可以完全独立工作不需要接 CPU。标准电路图连接TMC5160中文芯片手册PDF-带书签https://download.csdn.net/download/hxkrrzq/11217181