納芯微雙極性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片NSD8389介紹

本文導(dǎo)讀

步進(jìn)電機(jī)作為位置控制的執(zhí)行元件在汽車電子系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。納芯微公司針對(duì)汽車上的步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用推出雙極性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片-NSD8389 ,可以幫助客戶快速可靠地進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)控制。

NSD8389是一款雙極性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，支持最大1.5A驅(qū)動(dòng)電流，適用于汽車上的步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用，包括前燈位置、HUD中的投影儀調(diào)節(jié)執(zhí)行器以及用于熱管理應(yīng)用的其他閥門等。該芯片控制簡(jiǎn)單，支持整步、半步和細(xì)分驅(qū)動(dòng)方式，還可調(diào)節(jié)多種關(guān)斷電流衰減模式，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。您是否在尋找一款步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片?不妨來(lái)了解一下這款芯片。

NSD8389產(chǎn)品亮點(diǎn)

芯片特點(diǎn)：

雙極性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，最大1.5A滿量程電流，900mΩ典型RDS(ON) (HS + LS);

4.5 v至36v工作電壓;

支持SPI控制STEP / DIR ，也支持IO的方式控制STEP / DIR，步進(jìn)頻率最大支持100KHz;

可編程步進(jìn)模式：整步、半步、微步，最大支持256微步;

可編程輸出階段壓擺率/死區(qū)時(shí)間，可選衰減模式;

集成內(nèi)部電流傳感器的電流調(diào)節(jié)回路：可編程關(guān)閉時(shí)間、可選擇的ON消隱時(shí)間、

VREF引腳電壓決定最大驅(qū)動(dòng)電流，寄存器配置值決定使用的驅(qū)動(dòng)電流 ;

用于降低EMC的擴(kuò)頻功能;

睡眠模式下非常低的功耗，僅10uA;

16bit SPI，支持菊花鏈;

封裝為HTSSOP24或VQFN24，符合AEC-Q100一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，符合RoHS & REACH;

保護(hù)功能：

VS欠壓關(guān)閉輸出、過(guò)流保護(hù)、過(guò)溫警告和過(guò)溫關(guān)斷、開路檢測(cè)、基于BEMF的堵轉(zhuǎn)檢測(cè)、錯(cuò)誤指示輸出。 NSD8389芯片優(yōu)勢(shì)：

芯片內(nèi)部集成MOS，RDS(ON)值較小，最大驅(qū)動(dòng)電流1.5A可滿足很多小型步進(jìn)電機(jī)控制;

可通過(guò)VREF和寄存器值自由調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流，適配不同功率的步進(jìn)電機(jī);

支持整步、半步和細(xì)分驅(qū)動(dòng)方式，最高256細(xì)分,控制由芯片完成，不需要寫額外的控制算法;

低功耗模式功耗極低;

具有相位計(jì)步器，便于高精度的位置控制。

應(yīng)用方向

NSD8389控制步進(jìn)電機(jī)的控制框圖如圖1所示。

圖1 NSD8389步進(jìn)電機(jī)控制框圖

步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器激活

步進(jìn)電機(jī)模式控制的輸出功率級(jí)和真值表的激活如表1所示。

表1 NSD8389芯片使能控制表

步進(jìn)控制模式選擇

總共可以選擇十一種不同的步進(jìn)模式，從標(biāo)準(zhǔn)全步進(jìn)到高達(dá)1/256的高分辨率微步進(jìn)，具體取決于應(yīng)用程序所需的步進(jìn)分辨率。設(shè)置CONFIG_3寄存器STEPPER_MED [3：0]位，以根據(jù)需要選擇步進(jìn)模式。

表2 模式選擇

步進(jìn)更新&方向控制

步進(jìn)脈沖/方向控制，可以通過(guò)STEP /DIR數(shù)字輸入管腳直接由微控制器I/O控制，也可以使用SPI寫寄存器控制。一個(gè)典型的使用例子是步進(jìn)更新使用MCU輸出PWM由IO控制，方向則通過(guò)SPI控制。 滿刻度電流設(shè)置

滿標(biāo)度電流由兩個(gè)因素決定：一個(gè)因素是VREF引腳上的外部輸入，另一個(gè)因素是CONFIG_1寄存器的IFS_ADC [3：0]設(shè)置值，滿刻度電流計(jì)算公式如下：

I_FS=VREF/2.2×IFS_DAC[3:0]

保護(hù)和診斷

過(guò)流保護(hù)

集成的過(guò)流保護(hù)功能提供半橋高邊防止對(duì)地短路或半橋低邊防止對(duì)電池短路。線圈電流通過(guò)半橋高邊(VS ->高邊->OUTx)或流入半橋低邊(OUTx->低邊->GND)，一旦超過(guò)IOC過(guò)電流閾值，電流濾波器tOC就會(huì)啟動(dòng)，內(nèi)部過(guò)電流電路也會(huì)限制短路電流。

過(guò)流狀況持續(xù)tOC時(shí)間后，觸發(fā)過(guò)流保護(hù)。因此，相對(duì)應(yīng)半橋(包括高側(cè)和低側(cè))被禁用，并且OC狀態(tài)位將報(bào)告觸發(fā)OC的相應(yīng)HS或LS，參見(jiàn)STA_0和STA_1寄存器描述。nFault引腳也被置為低。表3 過(guò)流保護(hù)電氣參數(shù)

開路檢測(cè)

在步進(jìn)模式下，在每個(gè)激活的輸出級(jí)中監(jiān)控負(fù)載電流，以便在ON狀態(tài)下檢測(cè)開路負(fù)載。從任何脈寬調(diào)制電流調(diào)節(jié)周期開始，如果線圈電流在連續(xù)脈寬調(diào)制周期內(nèi)超過(guò)tOL的時(shí)間沒(méi)有達(dá)到電流限制，則在狀態(tài)寄存器中設(shè)置相應(yīng)的開路負(fù)載位(STA 2寄存器中的OPL_OUTA或OPL_UTB位，STA 0寄存器中的OPL位)。OL狀態(tài)位(STA 0和STA 2對(duì)應(yīng)位)被鎖存，直到寫入RST_FLT位“1”或當(dāng)開路負(fù)載條件消失時(shí)EN引腳接收到故障清除短脈沖。 表4 開路檢測(cè)電氣參數(shù)

堵轉(zhuǎn)檢測(cè)

芯片內(nèi)部集成反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)電路，根據(jù)線圈BEMF電壓測(cè)量值與CVLL閾值之間的比較結(jié)果，設(shè)備斷言并報(bào)告相應(yīng)的標(biāo)志位。

如果轉(zhuǎn)換值持續(xù)x次低于CVLL閾值(x等于CONFIG_14寄存器值中的CV_STALL_NUM[2：0]位)，則STA_0和STA_2中的STALL標(biāo)志位被設(shè)置。CVLL和STALL標(biāo)志都不會(huì)影響設(shè)備的工作狀態(tài)。如果CONFIG_5寄存器中的STALL_NMASK_FLT被設(shè)置，STALL信號(hào)可以鏈路到nFault引腳。

典型應(yīng)用

NSD8389可應(yīng)用于汽車的前大燈調(diào)節(jié)器、HUD(抬頭顯示)和熱管理中的控制執(zhí)行器，其驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)很簡(jiǎn)單，圖2為典型的外圍電路設(shè)計(jì)。

圖2 外圍電路參考

NSD8389作為車載雙極性步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，最高256細(xì)分驅(qū)動(dòng)，可滿足大部分小功率步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分要求。通過(guò)VREF引腳和內(nèi)部寄存器可以靈活配置驅(qū)動(dòng)電流，滿足不同功率的步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流要求。此外，立功科技可為用戶提供深入地技術(shù)支持服務(wù)，助力用戶加快設(shè)計(jì)進(jìn)程。