采用BD6389两相步进电机控制方案的应用

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1.BD6389特点描述 BD6389是目前Rohm公司性能最好的两相步进电机驱动芯片系列之一，具有各种各样的保护电路、超低的导通电阻及优秀的散热封装，电机输入接口模式分为CLK-IN驱动模式和PARALLEL-IN模式，这也是目前许多电机驱动芯片厂商所没有的特性之一。　　与ROHM其它两相步进电机驱动IC一样，BD6389也是采用PWM恒流驱动，但其最大驱动电流可达2.2A，最大工作电压可达36V，可同时驱动一个两相步进电机或两个直流电机)抗静电达6kV(HBM)，同时具有过温关断(TSD)、过流保护(OCP)、欠压保护(UVLO)、过压保护(OVLO)、临近管脚短路保护、芯片反向保护、消除尖蜂电压噪声电路、低功耗可选功能等。　　结合上述优点，BD6389已被广泛应用于打印机、传真机、扫描仪、玩具、舞台灯、纺织机、安防等领域。　　2.BD6389控制及实现方法 BD6389与其它IC不同之处在于电机输入接口具有PARALLEL-IN模式和CLK-IN模式，这两种接口控制模式可通过设置SELECT引脚的电平进行选择，如表1所示。 表1SELECT 电平接口模式HPARALLEL-IN模式LCLK-IN模式　　2.1 PARALLEL-IN模式控制 PARALLEL-IN模式与大多散步进电机控制芯片一样，只要在对应管教内输入适当的时序即可实现电机的旋转控制。以实现激励模式为整步控制电机旋转为例，如果对相关管脚MODEO、MODE1、CW-CCW、ENABLE按标注顺序给予对应的电平信号，则BD6398整步控制及电流输出波形示意图如右图所示。　　右图中，IOUT为相电流波形，在整步控制模式下，每步输出的驱动电流幅值均为100%输出。在PARALLEL-IN模式下，BD6389芯片硬件支持的激励模式分为整步和半步两种。如果外加DAC，同时控制VREF1、VREF2参考电压，即可实现1/4步、1/8步或正弦波输入等更高的细分控制。　　2.2 CLK-IN模式控制 当BD6389工作在CLK-IN模式下时，其控制时序相比PARALLEL-IN模式下更简单，只需对CLK引脚输入时钟信号并对其它相关引脚进行电平匹配的选择1即可实现正/反转控制、速度控制、激励模式选择等。对MODEO、MODE1进行电平配置，即可选择不同的激励模式，如表2所示。CW-CCW引脚用于旋转方向的选择，如表3所示。 表2MODE0MODE 1激励模式LL整步模式HL半步模式 ALH半步模式 BHH1/4步模式 表3CW_CCW旋转方向L顺时针方向(CH2输出电流波形滞后CHI电流波形90度相位角)H逆时针方向(CH2输出电流波形超前CHI电流波形90度相位角) 同样，以实现激励模式为整步控制电机旋转为例，在输入CLK引脚时钟之前，对以下各控制口电平配置如下：MODEO=L,MODE1=L,CW_CCW=LENABLE=H、SELECT=L,即无须;IMODEO、MODE1、CW_CCW等输入脉冲，只需固定电平即可；然后将PS=HCLK引脚输入如左图所示的时钟信号，则到步进电机引脚接口的波形如左图中OUT1A、OUT1B、OUT2A、OUT2B所示自动实现整步控制。CLK引脚上的时钟频率决定电机的旋转速率，频率越高，速度越快。　　在CLK-IN模式下，BD6389支持盏步、半步A、半步B、1/4步四种激励模式，相比PARALLEL-IN模式，多两种激励桉式，但同时在CLK-IN模式下，BD6389不支持外加的微步控制。　　与BD6384相同，BD6389电流衰减模式也支持快、慢、混合三种衰减模式，通常情况下，可将BD6389工作在混合衰减模式，也可根据应用的具体情况，通过观测输出电流波形，选择适当的衰减模式。3.BD6389典型应用电路 BD6389外围电路比较简单，如图所示，其中CR1、CR2引脚接的RC电路用于产生PWM振荡波形，此R、C参数值不建议修改。　　在不进行复杂的微步控制时，可以将BD6389的VREF1、VREF2两个参考电压引脚接在一起，通过电阻分压输入固定的参考电压，同时参考电压不宜太大，范围为O"2.OV。若参考电压超过这个范围，则输出电流即不按设定的规则变化，有可能导致芯片损坏或工作失常。因此，在应用中须注意该参考电压的范围。　　输出电流除受参考电压影响外，还与反馈电阻相关)反馈电阻RNF不宜太大，太大则会增大功率损耗，增加整个系统的发热量，推荐反馈电阻RNF范围为0.1"O.3Ω。　　针对BD6389，其输出电流可根据Io=VREF/RNF/5(A)，其中VREF为参考电压，RNF为反馈电阻，同时输出电流不能超过其极限，在选择参数大小时应适当放宽，以避免出错，带来不必要的损失。　　4.BD6389控制电机DEMO 为更好地演示BD6389的控制性能，我司设计了针对BD6389功能演示DE-MO。整个DEMO分为主控板和BD6389小板两部分，主控板和小板可以分开使用，便于对BD6389进行二次开发，DE-MO实物如图所示。　　整个系统的工作电压可以是24V或12V，主控MCU采用T1公司MSP430系列的MSP430FG413，主控板留有8个按键，通过对按键操作，可实现整步模式、半步模式A、半步模式B、1/4步、加速、减速、待机等功能，并可通过LCD界面显示当前的工作状态。上一页1