ZHCSRF9A December   2022  – October 2023 DRV8461

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 修订历史记录
  6. 5 引脚配置和功能
  7. 6 规格
    1. 6.1 绝对最大额定值
    2. 6.2 ESD 等级
    3. 6.3 建议的工作条件
    4. 6.4 热性能信息
    5. 6.5 电气特性
      1. 6.5.1 SPI 时序要求
      2. 6.5.2 STEP 和 DIR 时序要求
    6. 6.6 典型特性
  8. 7 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1  运行接口
      2. 7.3.2  步进电机驱动器电流额定值
        1. 7.3.2.1 峰值电流额定值
        2. 7.3.2.2 均方根电流额定值
        3. 7.3.2.3 满量程电流额定值
      3. 7.3.3  PWM 电机驱动器
      4. 7.3.4  微步进分度器
      5. 7.3.5  分度器输出
        1. 7.3.5.1 nHOME 输出
      6. 7.3.6  自动微步模式
      7. 7.3.7  自定义微步进表
      8. 7.3.8  电流调节
        1. 7.3.8.1 内部基准电压
      9. 7.3.9  静止省电模式
      10. 7.3.10 电流调节衰减模式
        1. 7.3.10.1 慢速衰减
        2. 7.3.10.2 混合衰减
        3. 7.3.10.3 智能调优动态衰减
        4. 7.3.10.4 智能调优纹波控制
        5. 7.3.10.5 PWM 关断时间
        6. 7.3.10.6 电流调节消隐时间和抗尖峰脉冲时间
      11. 7.3.11 使用外部电阻器进行电流检测
      12. 7.3.12 静音步进衰减模式
      13. 7.3.13 自动扭矩动态电流调节
        1. 7.3.13.1 自动扭矩学习例程
        2. 7.3.13.2 电流控制环路
        3. 7.3.13.3 PD 控制环路
      14. 7.3.14 电荷泵
      15. 7.3.15 线性稳压器
      16. 7.3.16 VCC 电压电源
      17. 7.3.17 逻辑电平、三电平和四电平引脚图
      18. 7.3.18 展频
      19. 7.3.19 保护电路
        1. 7.3.19.1  VM 欠压锁定
        2. 7.3.19.2  VCP 欠压锁定 (CPUV)
        3. 7.3.19.3  逻辑电源上电复位 (POR)
        4. 7.3.19.4  过流保护 (OCP)
          1. 7.3.19.4.1 锁存关断
          2. 7.3.19.4.2 自动重试
        5. 7.3.19.5  失速检测
        6. 7.3.19.6  开路负载检测 (OL)
        7. 7.3.19.7  过热警告 (OTW)
        8. 7.3.19.8  热关断 (OTSD)
          1. 7.3.19.8.1 锁存关断
          2. 7.3.19.8.2 自动重试
        9. 7.3.19.9  电源电压检测
        10. 7.3.19.10 nFAULT 输出
        11. 7.3.19.11 故障条件汇总
      20. 7.3.20 器件功能模式
        1. 7.3.20.1 睡眠模式
        2. 7.3.20.2 禁用模式
        3. 7.3.20.3 工作模式
        4. 7.3.20.4 nSLEEP 复位脉冲
        5. 7.3.20.5 功能模式汇总
    4. 7.4 编程
      1. 7.4.1 串行外设接口 (SPI) 通信
        1. 7.4.1.1 SPI 格式
        2. 7.4.1.2 用于菊花链配置的多个目标器件的 SPI
        3. 7.4.1.3 用于并行配置的多个目标器件的 SPI
    5. 7.5 寄存器映射
      1. 7.5.1 状态寄存器
        1. 7.5.1.1 FAULT（地址 = 0x00）[默认值 = 00h]
        2. 7.5.1.2 DIAG1（地址 = 0x01）[默认值 = 00h]
        3. 7.5.1.3 DIAG2（地址 = 0x02）[默认值 = 00h]
        4. 7.5.1.4 DIAG3（地址 = 0x03）[默认值 = 00h]
      2. 7.5.2 控制寄存器
        1. 7.5.2.1  CTRL1（地址 = 0x04）[默认值 = 0Fh]
        2. 7.5.2.2  CTRL2（地址 = 0x05）[默认值 = 06h]
        3. 7.5.2.3  CTRL3（地址 = 0x06）[默认值 = 38h]
        4. 7.5.2.4  CTRL4（地址 = 0x07）[默认值 = 49h]
        5. 7.5.2.5  CTRL5（地址 = 0x08）[默认值 = 03h]
        6. 7.5.2.6  CTRL6（地址 = 0x09）[默认值 = 20h]
        7. 7.5.2.7  CTRL7（地址 = 0x0A）[默认值 = FFh]
        8. 7.5.2.8  CTRL8（地址 = 0x0B）[默认值 = 0Fh]
        9. 7.5.2.9  CTRL9（地址 = 0x0C）[默认值 = 10h]
        10. 7.5.2.10 CTRL10（地址 = 0x0D）[默认值 = 80h]
        11. 7.5.2.11 CTRL11（地址 = 0x0E）[默认值 = FFh]
        12. 7.5.2.12 CTRL12（地址 = 0x0F）[默认值 = 20h]
        13. 7.5.2.13 CTRL13（地址 = 0x10）[默认值 = 10h]
        14. 7.5.2.14 CTRL14（地址 = 0x3C）[默认值 = 58h]
      3. 7.5.3 索引寄存器
        1. 7.5.3.1 INDEX1（地址 = 0x11）[默认值 = 80h]
        2. 7.5.3.2 INDEX2（地址 = 0x12）[默认值 = 80h]
        3. 7.5.3.3 INDEX3（地址 = 0x13）[默认值 = 80h]
        4. 7.5.3.4 INDEX4（地址 = 0x14）[默认值 = 82h]
        5. 7.5.3.5 INDEX5（地址 = 0x15）[默认值 = B5h]
      4. 7.5.4 自定义微步进寄存器
        1. 7.5.4.1 CUSTOM_CTRL1（地址 = 0x16）[默认值 = 00h]
        2. 7.5.4.2 CUSTOM_CTRL2（地址 = 0x17）[默认值 = 00h]
        3. 7.5.4.3 CUSTOM_CTRL3（地址 = 0x18）[默认值 = 00h]
        4. 7.5.4.4 CUSTOM_CTRL4（地址 = 0x19）[默认值 = 00h]
        5. 7.5.4.5 CUSTOM_CTRL5（地址 = 0x1A）[默认值 = 00h]
        6. 7.5.4.6 CUSTOM_CTRL6（地址 = 0x1B）[默认值 = 00h]
        7. 7.5.4.7 CUSTOM_CTRL7（地址 = 0x1C）[默认值 = 00h]
        8. 7.5.4.8 CUSTOM_CTRL8（地址 = 0x1D）[默认值 = 00h]
        9. 7.5.4.9 CUSTOM_CTRL9（地址 = 0x1E）[默认值 = 00h]
      5. 7.5.5 自动扭矩寄存器
        1. 7.5.5.1  ATQ_CTRL1（地址 = 0x1F）[默认值 = 00h]
        2. 7.5.5.2  ATQ_CTRL2（地址 = 0x20）[默认值 = 00h]
        3. 7.5.5.3  ATQ_CTRL3（地址 = 0x21）[默认值 = 00h]
        4. 7.5.5.4  ATQ_CTRL4（地址 = 0x22）[默认值 = 20h]
        5. 7.5.5.5  ATQ_CTRL5（地址 = 0x23）[默认值 = 00h]
        6. 7.5.5.6  ATQ_CTRL6（地址 = 0x24）[默认值 = 00h]
        7. 7.5.5.7  ATQ_CTRL7（地址 = 0x25）[默认值 = 00h]
        8. 7.5.5.8  ATQ_CTRL8（地址 = 0x26）[默认值 = 00h]
        9. 7.5.5.9  ATQ_CTRL9（地址 = 0x27）[默认值 = 00h]
        10. 7.5.5.10 ATQ_CTRL10（地址 = 0x28）[默认值 = 08h]
        11. 7.5.5.11 ATQ_CTRL11（地址 = 0x29）[默认值 = 0Ah]
        12. 7.5.5.12 ATQ_CTRL12（地址 = 0x2A）[默认值 = FFh]
        13. 7.5.5.13 ATQ_CTRL13（地址 = 0x2B）[默认值 = 05h]
        14. 7.5.5.14 ATQ_CTRL14（地址 = 0x2C）[默认值 = 0Fh]
        15. 7.5.5.15 ATQ_CTRL15（地址 = 0x2D）[默认值 = 00h]
        16. 7.5.5.16 ATQ_CTRL16（地址 = 0x2E）[默认值 = FFh]
        17. 7.5.5.17 ATQ_CTRL17（地址 = 0x2F）[默认值 = 00h]
        18. 7.5.5.18 ATQ_CTRL18（地址 = 0x30）[默认值 = 00h]
      6. 7.5.6 静音步进寄存器
        1. 7.5.6.1 SS_CTRL1（地址 = 0x31）[默认值 = 00h]
        2. 7.5.6.2 SS_CTRL2（地址 = 0x32）[默认值 = 00h]
        3. 7.5.6.3 SS_CTRL3（地址 = 0x33）[默认值 = 00h]
        4. 7.5.6.4 SS_CTRL4（地址 = 0x34）[默认值 = 00h]
        5. 7.5.6.5 SS_CTRL5（地址 = 0x35）[默认值 = FFh]
  9. 8 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 设计要求
      2. 8.2.2 详细设计过程
        1. 8.2.2.1 步进电机转速
      3. 8.2.3 应用性能曲线图
      4. 8.2.4 热应用
        1. 8.2.4.1 功率损耗
        2. 8.2.4.2 导通损耗
        3. 8.2.4.3 开关损耗
        4. 8.2.4.4 由于静态电流造成的功率损耗
        5. 8.2.4.5 总功率损耗
        6. 8.2.4.6 器件结温估算
  10. 9 散热注意事项
    1. 9.1 散热焊盘
    2. 9.2 PCB 材料推荐
  11. 10电源相关建议
    1. 10.1 大容量电容
    2. 10.2 电源
  12. 11布局
    1. 11.1 布局指南
    2. 11.2 布局示例
  13. 12器件和文档支持
    1. 12.1 文档支持
      1. 12.1.1 相关文档
    2. 12.2 接收文档更新通知
    3. 12.3 支持资源
    4. 12.4 商标
    5. 12.5 静电放电警告
    6. 12.6 术语表
  14. 13机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

7.3.13 自动扭矩动态电流调节

对于典型的步进电机驱动器，满量程电流是根据峰值负载扭矩需求设计的。这可确保在需要峰值负载时电机不会丢失步进。因此，无论负载扭矩如何，电流都保持恒定。因而，当负载扭矩低于峰值负载时，驱动器和电机会以电阻功率损耗的形式消耗部分输入功率，如图 7-22 所示。

GUID-20220519-SS0I-ZWCV-ZZPL-45SRD51BT2FC-low.svg图 7-22 传统步进电机驱动器的功率损耗

在大多数系统中，只有极少情况下才需要峰值负载扭矩。例如，在 ATM 机中，步进电机可能需要在不到其总运行时间 15% 的时间内提供峰值负载。不过，由于存在不必要的功率损耗、更大的系统尺寸和更短的组件寿命，典型的步进驱动器最终会始终向电机提供满量程电流，进而导致系统效率降低。

DRV8461 中实现的自动扭矩算法会根据负载扭矩动态更改输出电流，从而提高系统效率。每当负载扭矩较低时，输出电流都降低，以此减少电阻损耗；当负载扭矩增加时，输出电流会立即增加，防止电机失步。图 7-25 展示了此概念。由于自动扭矩功能提高了效率，系统会以较低的温度运行，从而延长了组件的寿命。有了自动扭矩功能后，设计中还可以使用更便宜、尺寸更小的步进电机。

GUID-20220521-SS0I-MCZJ-8Z1R-WHCNS0GGBZ8B-low.svg图 7-23 通过自动扭矩实现节能

自动扭矩功能通过向 ATQ_EN 位写入 1b 来启用。
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