[讨论] 美国派尔高球机使用的电机驱动芯片

trinamic 2009-12-23 22:25 楼主

步进电机控制+驱动芯片---TMC222的原理及应用
Gavy 13812617052

摘要：在今日空间有限的环境中，设计人员急需功能丰富，体积精巧而整体效能强大的解决方案，TMC211在对步进电机的控制中集成了控制和驱动功能，减轻了软件的设计量，减少外围电路，从而达到降低成本的目的

关键词：
OTP ；
IIC ； PWM
；微步细分

1．功能

TMC222突破传统的控制和驱动分离的设计理念将控制和驱动功能集成在一个芯片上，大大减少了开发时间和成本的同时也减小了产品的体积，增强了功能。

TMC222集成了微步控制，微步驱动，RAM以及OTP存储器。RAM或OTP用于存储电机参数和配置的设置。TMC211具有4bit微步细分功能可以实现16倍的细分数，内部集成的功率驱动管可以达到0.8A的电流输出。TMC222通过IIC总线与上位控制器通讯，只需要一个廉价的控制器与TMC222组合便可组成一个完整的运动控制系统。TMC222的主要优点如下：

◆电机驱动

●通过4bit的微步可实现16细分的电机控制

●电机线圈的电流可编程控制，最大的输出电流可达0.8A

●提供的操作电压范围8V-29
V

●PWM电流控制

●整步频率1KHz

●高温，开路，短路，过流，欠压诊断

◆运动控制

●内置16bit宽度的位置计数器

●可编程的速度以及加速度设置

●可以在运动过程中更改电机的参数包括目标位置

●可读出参考信号的输入

◆
IIC 接口

●
传输速率350Kbps

●
可读取诊断信息以及电机参数，状态

●
可编程节点地址数为32

电机的许多参数如加速度，速度，目标位置等参数通过IIC接口传送到主控制部分，这些信息被存储在内部的RAM或OTP中，位置控制器会访问这些寄存器，通过对这些信息的处理来驱动电机运动到目标位置。同时主控制器可以时时读取电机的当前状态，万一出了问题，控制其会对错误信号进行相应处理，诊断信息和报错也会通过LIN传送至上位控制器中。内部的两个H桥功率放大管用来驱动两相步进电机，功率管可以实现输出电流达到0.8A.PWM原理用于电机线圈电流的控制。
TMC222支持微步细分功能具有半步、1/4、1/8、1/16，该功能保证了步进电机的平滑运动和很小的力矩波动几种细分模式可于用户自己选择。

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	控制芯片
TMC211	1个步进控制+驱动芯片 LIN通讯
TMC222	1个步进控制+驱动芯片 IIC通讯
TMC223	1个步进控制+驱动芯片 IIC通讯 StallGuard功能
TMC428	3个电机控制芯片；SPI或step/dir控制信号
TMC454	位置闭环芯片，PID功能，ABN编码器输入，微步406，classic/SPI/SD
TMC457	位置闭环芯片，PID功能，ABN编码器输入，微步2048;classic/SPI/SD
TMC401	信号转化芯片 SPI---STEP/DIR；42细分
	编码器信号处理芯片
TMC423	3路ABN编码器处理芯片
	*步进驱动芯片*
TMC236	2相步进驱动芯片；1.5A;64细分；齐全的保护和诊断功能
TMC239	2相步进驱动芯片；MOSFETS外置;64细分；齐全的保护和诊断功能
TMC246	2相步进驱动芯片；1.5A;64细分；齐全的保护和诊断功能；具有专利技术StallGuard技术
TMC249	2相步进驱动芯片；MOSFETS外置;64细分；齐全的保护和诊断功能；具有专利技术StallGuard技术
	*3相步进驱动芯片*
TMC332	适用2相或3相步进电机；自动高速；运动平稳；细分数2相256细分，3相171细分；S/D接口；ABN编码器输入
	*无传感器直流无刷驱动芯片*
TMC603	3相BLDC；20A；12-50V；无需Hall换向