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机器人工业应用等步进电机驱动MS4989参数与应用

作者:XBW18025311976 | 时间:2022-5-24 21:16:47 | 阅读:525| 显示全部楼层
描述
MS4989 是一款双极微步进电机驱动芯片,内置有4bit DAC,可以实现全步进,1/2,1/16,1/64,4 种步进模式;芯片具有最大 35V,±1.5A 的驱动能力。MS4989 为脉冲控制步进模式,每在 STEP 脚加一个脉冲,电机前进一个微步;不需要相位序列表,也不需要高频控制线以及复杂的程序控制界面。
另外 MS4989 还具有固定电流衰减周期的整流器,能自动选择电流的衰减模式:慢衰减和混合衰减。混合衰减模式在前段衰减时间内为快衰减,剩余时间为慢衰减,此种衰减模式有助于减小电机噪声,增加步进精度以及降低功耗。
内部的同步整流电路能降低功耗,内置有过温保护,过流保护,低压保护以及短路保护电路,且芯片不需要特殊的上电过程。
特点
低输出导通电阻
自动电流衰减模式的选择和检测
同步整流
混合衰减和慢衰减两种模式
内置 5V LDO 输出,不需要逻辑电源
可兼容 5V 和 3.3V 逻辑输入
全步进,1/2,1/16,1/64 细分模式
过温保护、欠电压保护
低电流睡眠模式(<50uA)
应用
安防视频监控
3D 打印
机器人技术
工业应用
封装


内部框图


管脚排列


管脚排列


典型应用


功能描述
芯片运作
MS4989 可以通过 MSx 脚可以选择全步进,1/2,1/16,1/64 步进四种细分模式,由 NDMOS构成的两个全桥结构中的电流通过固定衰减周期的 PWM 控制电路进行同步整流。每次步进中的输出电流由 VREF电压,外部电流 SENSE 电阻,以及 DAC 输出电压共同决定。
在上电和重置时,DA 输出和相位电流极性被置为初始 HOME 态(HOME 态为 DA 最大输出电压的 0.707 位置),并且电流整流在各相位为混合衰减模式。当 STEP 命令到来后,DAC 输出和电流极性开始正常运作。步进步长由 MSx 控制。
步进阶段下降时衰减模式为混合衰减,步进上升时为慢衰减,这种工作模式称为自动衰减模
式。自动衰减模式的选择提高了电机工作性能,同时也减小了电机反电动势引起的电流波形的扭曲变形。
1.微步控制(MS1, MS2)
微步阶数由 MS1,MS2 共同控制,如表 1 所示。MSx 有一个 400kΩ的下拉电阻。需要检测STEP 信号的上升沿才能进行步进模式切换。如果需要改变步进模式,就需将译码器重置,否则就必须在两种步进模式共同的步进位置进行切换,以免丢步。当芯片因过温或过流保护而掉电重置时,转换器将被置于 HOME 态纠正所有的步进模式。
负载短路保护和接地保护
当电机负载短接在一起或者直接接地时,芯片将通过检测过流保护自己,并关断短路的驱动管,阻止对内部器件的损坏。当短路保护有效后需要 SLEEP 变 1,或者 VBB 置 0 才会使电路恢复工作。
当两输出短接,电流流过 SENSE 电阻。1us 过后 SENSE 电阻上的电压满足故障条件,这使得驱动管进入固定衰减期。在固定衰减周期结束后,驱动管重新打开,过程重复。在这个条件下驱动管完全免受过流影响,但是短路会持续一段时间等同于驱动管的固定衰减期。
同步整流
当芯片进入衰减期时负载电流会根据已选择的衰减模式继续流动。同步整流的特点就是在电流衰减时打开合适的 FET。通过 FET 低的导通阻抗短路掉续流二极管,这样可以有效的减小功耗,并省掉在其他很多应用中肖特基二极管的使用。在负载电流将近为 0 时同步整流关闭,阻止反向的负载电流。
15. FG 输出
当芯片检测模块检测到异常情况时,FG 输出低电平。FG 开漏输出,下拉电流最大 15mA


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