ZHCSRF9A December 2022 – October 2023 DRV8461
PRODUCTION DATA
器件中的内置分度器逻辑支持多种不同的步进模式。SPI 寄存器中的 MICROSTEP_MODE 位或 M0 和 M1 引脚用于配置步进模式,如表 7-5 所示。
MODE = 1 | MODE = 0 | ||
---|---|---|---|
MICROSTEP_MODE | M0 | M1 | 步进模式 |
0000b | 0 | 0 | 100% 电流的全步进(两相励磁) |
0001b | 0 | 330kΩ 至 GND | 71% 电流的全步进(两相励磁) |
0010b | 1 | 0 | 非循环 1/2 步进 |
0011b | 高阻态 | 0 | 1/2 步进 |
0100b | 0 | 1 | 1/4 步进 |
0101b | 1 | 1 | 1/8 步进 |
0110b | 高阻态 | 1 | 1/16 步进 |
0111b | 0 | 高阻态 | 1/32 步进 |
1000b | 高阻态 | 330kΩ 至 GND | 1/64 步进 |
1001b | 高阻态 | 高阻态 | 1/128 步进 |
1010b | 1 | 高阻态 | 1/256 步进 |
当使用 SPI 接口工作时,该器件还允许通过 SPI 接口更改步进和方向,如表 7-6 所示。四个位专用于此目的:
位 |
0b(默认值) |
1b |
---|---|---|
SPI_DIR |
驱动器根据 DIR 引脚输入改变方向 | 方向变化取决于 DIR 位 |
SPI_STEP |
步进取决于 STEP 引脚输入 | 步进变化取决于 STEP 位 |
DIR |
电机反向运动 | 电机正向运动 |
STEP |
X |
分度器前进一步。STEP 位会自行清除,并在写入 1b 后变为 0b。 |
表 7-7 展示了当 DIR 引脚为逻辑高电平或 DIR 位为“1”时,全步进(71% 电流)、1/2 步进、1/4 步进和 1/8 步进运行状态的相对电流和步进方向。更高的微步进分辨率也将遵循相同的模式。AOUT 电流是电角的正弦,BOUT 电流是电角的余弦。正电流是指进行驱动时从 xOUT1 引脚流向 xOUT2 引脚的电流。
1/8 步进 | 1/4 步进 | 1/2 步进 | 全步进 71% | AOUT 电流 (满量程百分比) | BOUT 电流 (满量程百分比) | 电角(度) |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 1 | 1 | 0% | 100% | 0.00 | |
2 | 20% | 98% | 11.25 | |||
3 | 2 | 38% | 92% | 22.50 | ||
4 | 56% | 83% | 33.75 | |||
5 | 3 | 2 | 1 | 71% | 71% | 45.00 |
6 | 83% | 56% | 56.25 | |||
7 | 4 | 92% | 38% | 67.50 | ||
8 | 98% | 20% | 78.75 | |||
9 | 5 | 3 | 100% | 0% | 90.00 | |
10 | 98% | -20% | 101.25 | |||
11 | 6 | 92% | -38% | 112.50 | ||
12 | 83% | -56% | 123.75 | |||
13 | 7 | 4 | 2 | 71% | -71% | 135.00 |
14 | 56% | -83% | 146.25 | |||
15 | 8 | 38% | -92% | 157.50 | ||
16 | 20% | -98% | 168.75 | |||
17 | 9 | 5 | 0% | -100% | 180.00 | |
18 | -20% | -98% | 191.25 | |||
19 | 10 | -38% | -92% | 202.50 | ||
20 | -56% | -83% | 213.75 | |||
21 | 11 | 6 | 3 | -71% | -71% | 225.00 |
22 | -83% | -56% | 236.25 | |||
23 | 12 | -92% | -38% | 247.50 | ||
24 | -98% | -20% | 258.75 | |||
25 | 13 | 7 | -100% | 0% | 270.00 | |
26 | -98% | 20% | 281.25 | |||
27 | 14 | -92% | 38% | 292.50 | ||
28 | -83% | 56% | 303.75 | |||
29 | 15 | 8 | 4 | -71% | 71% | 315.00 |
30 | -56% | 83% | 326.25 | |||
31 | 16 | -38% | 92% | 337.50 | ||
32 | -20% | 98% | 348.75 |
表 7-8展示了针对 DIR = 1 情况,具有 100% 满量程电流的全步进运行。这种步进模式比 71% 电流的全步进模式消耗更多的功率,但在高电机转速下可提供更高的扭矩。
全步进 100% | AOUT 电流 (满量程百分比) | BOUT 电流 (满量程百分比) | 电角(度) |
---|---|---|---|
1 | 100 | 100 | 45 |
2 | 100 | -100 | 135 |
3 | -100 | -100 | 225 |
4 | -100 | 100 | 315 |
表 7-9 展示了 DIR = 1 情况下的非循环 1/2 步进操作。这种步进模式比循环 1/2 步进运行消耗更多的功率,但在高电机转速下可提供更高的转矩。
非循环 1/2 步进 | AOUT 电流 (满量程百分比) | BOUT 电流 (满量程百分比) | 电角(度) |
---|---|---|---|
1 | 0 | 100 | 0 |
2 | 100 | 100 | 45 |
3 | 100 | 0 | 90 |
4 | 100 | –100 | 135 |
5 | 0 | –100 | 180 |
6 | –100 | –100 | 225 |
7 | –100 | 0 | 270 |
8 | –100 | 100 | 315 |
当使用 SPI 接口工作时,根据 STEP_EDGE 位,STEP 活动边沿可以是上升沿,也可以是上升沿和下降沿,如表 7-10 所示。当配置为采用 H/W 接口时,STEP 有效边沿仅为上升沿。对于需要以高输入步进速率运行的应用,通过将两个边沿配置为有效边沿,会将控制器开销减少一半,因为输入步进速率实际上是原来的两倍。
接口 |
STEP_EDGE |
STEP 有效边沿 |
---|---|---|
SPI |
0b(默认值) |
上升沿 |
1b |
上升沿和下降沿 |
|
H/W |
X |
上升沿 |
在 STEP 输入的每个有效边沿,分度器移动到表格中的下一个状态。方向按照 DIR 引脚逻辑高电平进行显示。如果 DIR 引脚为逻辑低电平,则顺序表相反。在步进时,如果步进模式动态变化,则分度器在 STEP 触发有效边沿时进入下一个有效状态,以便实现新的步进模式设置。
上电后、退出逻辑欠压锁定后或退出睡眠模式后,分度器会移动到 45° 电角的初始激励状态(初始位置),对应于两个线圈中满量程电流的 71%。在这种情况下,所有寄存器都会恢复为默认值。
使用 SPI 接口工作时,如果 IDX_RST 位为 1b,它会将分度器电角重置为 45°(如图 7-5 所示),但存储器映射寄存器的内容不会改变。
如果 STEP 输入频率抖动,器件会对信号进行滤波,以进行失速检测。FRQ_CHG 和 STEP_FRQ_TOL 位对滤波器设置进行编程,如表 7-11 所示。2% 滤波意味着中心频率周围高达 2% 的抖动将被滤除,以生成一个干净的 STEP 信号,供内部电路检测电机失速。
FRQ_CHG |
STEP_FRQ_TOL |
滤波 |
---|---|---|
0b(默认值) |
00b |
1% |
01b(默认值) |
2% |
|
10b |
4% |
|
11b |
6% |
|
1b |
不用考虑 |
不滤波 |