步進電機驅動器開發(fā)中遇到的問題和解決方法

1.電機在高速啟動或停止時候 燒壞驅動芯片 如何解決?

2.步進電機在低速時候抖動，如何解決?

3.步進電機長時間運行 發(fā)熱嚴重 如何解決?

4.步進電機驅動芯片很容易燒壞如何解決?

5.如何降低步進電機驅動芯片的發(fā)熱量?

6.如何在開環(huán)情況下檢測步進電機的力矩，避免步進電路失步?

7.在使用TMC2209TMC2208 TMC225時候高速堵轉，如何解決?

我們在開發(fā)步進電機驅動器的時候可能會碰到很多問題，作為步進驅動控制行業(yè)領導者TRINAMIC在新的產品TMC2240 TMC5240 TMC2210進一步解決了我們所遇到的問題

2023年初新推出的全新升級的智能步進電機驅動芯片TMC2240在原有產品的基礎上加入更新的算法，TMC2240采用更新的數字算法，先進出色的功耗管理能力，以及多種保護功能。滿足各種兩相步進電機的應用需求。

一、和上一代TMC2209 TMC2225 TMC2208 TMC2226相比，有以下8部分的功能提升

1.解決熱量大問題 ---功率提升，發(fā)熱量降低

新一代TMC2240 供電電壓范圍4.5-41V 內置MOS 3A MAX,2.1A RMS;低 Rdson (HS+LS)：典型值為 230 mΩ (TA=25C)

2.解決低速抖動噪音--靜音斬波Stealthchop切換到高速高動態(tài)斬波Spreadcycle切換點沒有跳動。通過將0x74寄存器sg_angle_offset=1啟動該功能

解決過壓燒壞芯片問題--新增加OV過壓保護引腳，如果外部母線出現(xiàn)過壓，該引腳開啟消耗掉過高的電壓，保護芯片不被損壞?？梢栽?x52寄存器OTW_OV_VTH中 配置需要開啟的最高電壓閥值。

4.解決高溫損壞芯片問題--TMC2240 5240新增了實時監(jiān)控內部晶圓溫度功能，可以避免由于高溫燒壞芯片?？梢酝ㄟ^0x51寄存器時刻獲取芯片內部溫度

5.解決熱量大燒壞電機問題--TMC2240 TMC5240新增評估電機線圈溫度功能，通過讀取0x71 PWM_SCALE可以評估電機線圈溫度，避免電機因為發(fā)熱損壞電機。

6.解決電流波動大問題 --- TMC2240 TMC5240可以通過配置0x0A寄存器配置最大輸出電流范圍提高電流控制精度，電流精度可以控制在5%以內，而市面上普通驅動器電流精度>10%

7.解決空間太大，干擾大問題---集成了電流檢測電阻，節(jié)省了外部空間，避免由于外部擾動影響電流控制。

8.解決失步問題--在驅動芯片TMC2240中加入支持外部編碼器輸入接口，節(jié)省上位MCU的硬件資源

以上8點是新一代TMC2240 TMC2210 TMC5240升級部分。

二.下面對新一代TRINAMIC驅動芯片TMC2240的詳細介紹：

?芯片功能特點

● 電壓范圍 4.5… 36V DC

● 低 Rdson (HS+LS)：典型值為 230 mΩ (TA=25C)

● 每個 H 橋的額定電流(典型值為 25C)： ? IMAX=5.0A (電橋峰值電流) ? IRMS=2.1ARMS (3A正弦波峰值)

● 完全集成的無損電流檢測 (ICS)

● 帶有 MicroPlyer? 步進插值的 Step/Dir 接口

● SPI & 單線 UART

● 增量編碼器接口

● 最高分辨率每整步 256 微步

● 靈活的微步表和相移以匹配電機

● StealthChop2?靜音電機控制

● SpreadCycle? 高動態(tài)電機控制斬波器

● StealthChop 和 SpreadCycle 的無抖動切 換

● StallGuard2? 和 StallGuard4? 無傳感器電機負載檢測

● CoolStep? 電流控制可節(jié)省高達 75% 的能源

● 被動制動和空轉模式

● 電機相位和芯片溫度測量

● 通用模擬量輸入

● 全面保護和診斷

● 過壓保護輸出

● 緊湊的 5x5 QFN32 封裝或 9.7x4.4 TSSOP38

?應用

● 紡機, 縫紉機, 針織機

● 實驗室和工廠自動化

● 3D 打印機、ID 打印機/卡片打印機

● 移液設備，醫(yī)療設備

● 辦公自動化和紙張?zhí)幚碓O備

● POS、賭博機、按摩椅

● ATM、現(xiàn)金回收機、票據蓋章機、自動取款機

● CCTV, 安防

● 泵和閥控制

● 定日鏡和天線定位

審核編輯：湯梓紅