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应用L6506 完成步进电机的电流控制

宣布时间:2009年12月10日 16:12    宣布者:贾延安
要害词: 步进电机 , 电流
L6506是一款可以检测并监控步进电机或其他相类似装备电流的线性集成电路。可与功率驱动级芯片像L293D、L298N,L6201/02/03配套应用,针对理性负载组成恒流驱动电路

L6506可以针对两相双极或四相单极性电机装备。图1是L6506配套L298N完成的双极性电机驱动电路。图2中的电路完成了一个四相单极性电机驱动电路。在这两个电路中,L6506用于监控每个电机绕组内的电流。其使命原理是经由历程监测流过检测电阻(Rsense)上的电压来监测电流,应用脉宽调制控制使电流保持在某个设定的值。芯片外部的振荡器担负驱动双路斩波器,引脚1上的阻容群集就是用于设置使命频率,其盘算措施以下:

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R1 > 10 Kohm

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图1. L6506在两相双极步进电机中的应用电路图

芯片外部振荡器供应脉冲旌旗暗记,使两个触发器置位,然后触发器发生输入旌旗暗记,将外部的功率驱动器激活。一旦输入被激活后,理性负载中的电流泉源增添。当负载绕组中的电流到达预设峰值时,检测电阻(Rsense)上的电压即是输入的参考电压(Vref),对应的较量器将其触发器复位,这样就会使功率驱动器输入断开,并经由历程一个回流通道,使电流渐突变弱,直到下一个振荡器脉冲泛起。经由历程选择检测电阻(Rsense)的阻值和输入参考电压Vref应用下面的方程式,可以设定每个绕组内的峰值电流。其盘算措施以下:

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图2. L6506在四相单极步进电机中的应用电路图

振荡器的最小输入脉宽值是由振荡器(RC)的脉宽值或施加到SYN管脚上的旌旗暗记来决议的,外部振荡器用于为同步输入(SYN)供应窄脉冲,在设计中应仔细推敲这个脉宽。在某些应用中,我们会使同步输入的脉宽比导通管守旧(Turn on)延迟时间略长。这是由于开关噪声和反向恢来电流流过检测电阻(Rsense),使较量器检测到高于峰值的电流值。L6506是接纳这样一种设计,外部的触发器是主导的器件,以是,每当同步输入是“低”状态时,纵然较量器同时施加了复位旌旗暗记,触发器的Q输入照旧“高”态。假似乎步输入脉宽足够年夜,如图3所示,在发生开关瞬变事宜时,能够阻挡触发器置位,可使该器件忽视这个弱点数据。当应用外部振荡器时,经由历程更改引脚1上的电容值,可以修改脉宽,前进电容值将会增年夜脉宽。

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图3:负载电流和同步脉宽

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图4:振荡电路和波形

振荡器的器件选择是决议电路性能的要害,从图4中我们欠悦目出,除外部电阻和电容外,还要推敲内阻,使命频率方程式是:

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经由历程不雅不雅察图4,我们可以发现同步脉冲的有用时间(T2)和同步旌旗暗记的有用时间(T1) 和占空比的方程式 :

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把方程4和5代入方程6,然后求解R1的阻值,可以得出下面的外部器件的方程式:

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不雅不雅看方程4,我们不难发现,当R1在最年夜值和Ri在最小值时, T2的脉宽最小。是以,当预算方程7时,为保证所需的脉宽,Ri的最小值应为700欧姆(1KW–30%)。

当同时带有多个负载时使振荡器保持同步,为防止多个器件应用的地线噪声效果,可以把每个器件的同步(SYNC)引脚都连至主器件的振荡输入引脚,没有应用的振荡器(R/C)的阻容引脚接地,如图5所示。

经由历程给同步(SYNC)引脚施加同步脉冲,可使这些器件与外部电路同步。但输入的最小守旧(ON)时间仍由输入脉冲决议,从而设定最小匀称输入电流。

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图5. 同步多个器件

L6506可合营一个全桥驱动器,用于双极性电机,如图1所示;或许合营一个四路达林顿复合晶体管阵列,用于四相单极性电机 ,如图2所示。关于每种装备,都可以应用如图6所示的四相输入完成整步或半步控制。

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图6. 步进电机驱动的输入旌旗暗记

单极性电机的回流通道是经由一个二极管,而双极性电机的回流通道是经由一个二极管和一个下桥臂晶体驱动器。当完成一个半步电机控制时,L6506的两路输入在一相的半步中都将保持低态。这是由于,当驱动一个双极性电机时,电机绕组的电流衰减时间能够很长。以是可以将功率级(L298N)输入设为低,使得电流快速衰减。

由于每个通道的输入参考电压Vref都是自力的,可以自力设置每个负载的电流,是以,该器件可用于完成微步驱动或完成不合的的峰值电流和保持电流驱动,只须要经由历程改变Vref的值便可以完成。假定不想用昂贵的D/A器件来取得正弦波或可变的Vref,我们可以应用一种质朴的措施来完成。将微控制器输入的PWM经由历程一个低通滤波器从而取得变换的Vref,如图7。假定PWM输入从0-5V。那么输入的电压是

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图7:经由历程PWM取得可变的Vref

现在意法半导体接纳新的BCD工艺,推出了POWERSPIN系列产物,其中L6207,L6227将斩波和功率驱动器集成到了一起来完成电流控制。其使命原理不合于L6506的恒定使命频率,接纳的是恒定“OFF”时间来完成,其“ON”时间由电机线圈绕组的特点和供电电压决议,以是关于不合的负载其使命频率是变换的,但依然接纳斩波措施完成恒定电流控制。

作者:意法半导体公司Thomas Hopkins,野外
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wq21110 揭晓于 2012-9-4 22:24:37
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