1)如何减少上位MCU的事情量,比如将对付电机的位置速率掌握,传感器限位输入以及编码器输入下放到驱动端?如何方案好加减速轨迹曲线 使电机在运行过程中不会产生抖动?
2)电机在高速启动或停滞时候 烧坏驱动芯片 如何办理?
3)步进电机在低速时候抖动,如何办理?
4)步进电机永劫光运行 发热严重 如何办理?
5)步进电机驱动芯片很随意马虎烧坏如何办理?
6)如何降落步进电机驱动芯片的发热量?
7)如何在开环情形下检测步进电机的力矩,避免步进电路失落步?
8)再利用TMC5130TMC2209TMC2208 TMC225时候高速堵转,如何办理?
......也会碰着如何提高可靠性、稳定性等诸多问题。
作为步进驱动掌握行业领导者TRINAMIC在新的产品TMC5240 TMC2240 TMC2210进一步办理了工程师所碰着的问题
2023年初新推出的全新升级的智能步进电机驱动芯片TMC5240在原有产品的根本上加入更新的算法,TMC5240采取更新的数字算法,前辈出色的功耗管理能力,以及多种保护功能。知足各种两相步进电机的运用需求。
一、和上一代TMC5130 TMC2209 TMC2225 TMC2208 TMC2226比较,有以下9部分的功能提升
1. 8点电机加减速曲线使运动更加平稳
TMC5240在上一代TMC5130TMC5160的Six-Point加减速曲线根本上提升至Eight-Point加减速曲线是运动过程更加平滑,增加新的对短间隔的处理。
在运动过程中可以随时修正运动参数TMC5240会立即相应,如下图所示
2.办理电机驱动芯片热量大问题 ---功率提升,发热量降落
新一代TMC5240 供电电压范围4.5-41V 内置MOS 3A MAX,2.1A RMS;低 Rdson (HS+LS):范例值为 230 mΩ (TA=25C)
3.办理步进电机低速抖动噪音--静音斩波Stealthchop切换到高速高动态斩波Spreadcycle切换点没有跳动。通过将0x74寄存器sg_angle_offset=1启动该功能
4.办理电机驱动芯片过压烧坏芯片问题--新增加OV过压保护引脚,如果外部母线涌现过压,该引脚开启花费掉过高的电压,保护芯片不被破坏。可以在0x52寄存器OTW_OV_VTH中 配置须要开启的最高电压阀值。
5.办理电机驱动芯片高温破坏芯片问题--TMC5240 2240新增了实时监控内部晶圆温度功能,可以避免由于高温烧坏芯片。可以通过0x51寄存器时候获取芯片内部温度
6.办理热量大烧坏步进电机问题--TMC5240 TMC2240新增评估电机线圈温度功能,通过读取0x71 PWM_SCALE可以评估电机线圈温度,避免电机由于发热破坏电机。
7.办理步进驱动电流颠簸大问题 --- TMC5240 TMC2240可以通过配置0x0A寄存器配置最大输出电流范围提高电流掌握精度,电流精度可以掌握在5%以内,而市情上普通驱动器电流精度>10%
8.办理电机掌握PCB空间太大,滋扰大问题---集成了电流检测电阻,节省了外部空间,避免由于外部扰动 如走线感抗影响电流掌握。
9.办理步进电机失落步问题--在驱动芯片TMC5240中加入支持外部编码器输入接口,节省上位MCU的硬件资源
以上9点是新一代TMC5240 TMC2210 TMC2240升级部分。
二.下面对新一代TRINAMIC驱动芯片TMC5240的详细先容:
Ø芯片功能特点
● 电压范围 4.5… 36V DC
● 低 Rdson (HS+LS):范例值为 230 mΩ (TA=25C)
● 每个 H 桥的额定电流(范例值为 25C):• IMAX=5.0A (电桥峰值电流) • IRMS=2.1ARMS (3A正弦波峰值)
●集成运动掌握(集成8点加减速运动曲线,支持编码器输入,旁边限位输入和数字仿照量输入)
● 完备集成的无损电流检测 (ICS)
● 带有 MicroPlyer™ 步进256微步细分插值的 Step/Dir 接口
● SPI & 单线 UART
● 增量编码器接口
● 最高分辨率每整步 256 微步
● 灵巧的可自由配置的微步表和相移以匹配电机
● StealthChop2™静音电机掌握
● SpreadCycle™ 高动态电机掌握斩波器
● StealthChop 和 SpreadCycle 的无抖动切 换
● StallGuard2™ 和 StallGuard4™ 无传感器电机负载检测
● CoolStep™ 电流掌握可节省高达 75% 的能源
● 被动制动和空转模式
● 电机相位和芯片温度丈量
● 通用仿照量输入
● 全面保护和诊断
● 过压保护输出
● 紧凑的 5x5 QFN32 封装或 9.7x4.4 TSSOP38
Ø运用
● 纺机, 缝纫机, 针织机
● 实验室和工厂自动化
● 3D 打印机、ID 打印机/卡片打印机
● 移液设备,医疗设备
● 办公自动化和纸张处理设备
● POS、赌钱机、推拿椅
● ATM、现金回收机、票据盖章机、自动取款机
● CCTV, 安防
● 泵和阀掌握
● 定日镜和天线定位
这次推出3款产品,差异如下
- TMC5240集成了运动掌握+驱动+MOSFET,所带有的加减速曲线增加到8点,适宜多轴掌握 减轻外部MCU的包袱
- TMC2240 和TMC5240比较省去了运动掌握功能,只是纯挚的驱动器,采取SPI或UART通讯配置 Step/Dir掌握
- TMC2210和TMC2240比较是纯硬件掌握 不须要通讯口直策应用Step/Dir掌握
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