智能步進(jìn)芯片tmc223_第1頁
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文檔簡介

1、步進(jìn)電機(jī)控制與驅(qū)動(dòng)一體芯片步進(jìn)電機(jī)控制與驅(qū)動(dòng)一體芯片TMC223原理與應(yīng)用原理與應(yīng)用高偉摘要:要:在今日空間有限的環(huán)境中,設(shè)計(jì)人員急需功能豐富,體積精巧而整體效能強(qiáng)大的解決方案,TMC223在對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制中集成了控制和驅(qū)動(dòng)功能,減輕了軟件的設(shè)計(jì)量,減少外圍電路,從而達(dá)到降低成本的目的關(guān)鍵詞:關(guān)鍵詞:OTP;IICIIC;StallGuardStallGuard通常情況下在設(shè)計(jì)單軸步進(jìn)系統(tǒng)時(shí)要分別選擇,設(shè)計(jì)控制部分,驅(qū)動(dòng)部分和功率管這

2、三個(gè)部分往往是獨(dú)立的,需要對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)。而TRINAMIC公司開發(fā)的TMC223這款芯片集成了控制功能,驅(qū)動(dòng)功能和驅(qū)動(dòng)管,大大減少了開發(fā)時(shí)間和成本的同時(shí)也減小了產(chǎn)品的體積,增強(qiáng)了功能。1功能TMC223是一款集成了步進(jìn)電機(jī)微步控制、驅(qū)動(dòng)、RAM、OTP存儲(chǔ)器以及該公司的專利技術(shù)StallGuard功能與一起的高性能芯片。RAM或OTP存儲(chǔ)器用來存儲(chǔ)電機(jī)參數(shù)和一些配置參數(shù)。TMC223自身帶有最大16倍的細(xì)分,驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)0.8

3、A,通過2根線的串行接口與微控制器通訊,只需要一個(gè)廉價(jià)的微控制器和TMC223就可以組成一個(gè)完整的單軸步進(jìn)電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。TMC223主要部分的性能如下:●電機(jī)驅(qū)動(dòng)方面◆驅(qū)動(dòng)單個(gè)步進(jìn)電機(jī)帶有4位分辨率的微步細(xì)分,包括整步最大細(xì)分?jǐn)?shù)16◆可編程控制的線圈電流最大0.8A所提供的驅(qū)動(dòng)電壓范圍在8V—29V◆固定頻率的PWM電流控制帶有自動(dòng)選擇的快慢衰減模式◆整步頻率1KHz◆高溫、開路、短路、過流以及欠壓診斷●電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制方面◆內(nèi)置16位

4、的位置計(jì)數(shù)器◆可配置速度、加速度的設(shè)置◆波形發(fā)生器可以根據(jù)所選擇的位置或速度控制模式自動(dòng)配置◆可在電機(jī)運(yùn)動(dòng)過程中及時(shí)更改目標(biāo)位置◆外部參考信號(hào)出入,可用做電機(jī)限位信號(hào)●2線的串行接口◆傳輸速率350KBPS◆可以傳輸診斷,狀態(tài)信息以及運(yùn)動(dòng)參數(shù)3內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理圖3TMC223內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖3為TMC223芯片內(nèi)部功能框圖,電機(jī)的工加速度、加速度、目標(biāo)位置等參數(shù)通過串行接口傳送至主控制區(qū)域,這些信息被存儲(chǔ)在內(nèi)部的RAM或OTP存儲(chǔ)器中,用

5、于與位置控制??刂茀^(qū)域?qū)凑赵O(shè)定好的參數(shù)來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)以達(dá)到所需的控制速度,目標(biāo)位置等。內(nèi)部集成了兩個(gè)雙H橋功率管可以直接驅(qū)動(dòng)2相步進(jìn)電機(jī),驅(qū)動(dòng)電流可以達(dá)到0.8A,PWM用來控制流入電機(jī)線圈的電流,外部的電流輸出感應(yīng)電阻和內(nèi)部的參考的值形成電流校正的閉環(huán),通過輸出電流比較電路,PWM產(chǎn)生信號(hào)來驅(qū)動(dòng)功率管。TMC223通過2線具有雙向串行數(shù)據(jù)接口與微控制器通訊,運(yùn)動(dòng)指令通過有微控制器經(jīng)過串行總線送至TMC223主控制區(qū),而一些診斷信息也

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