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高性能TMC26X系列微步驅(qū)動芯片的原理與應(yīng)用
摘 要：TMC26X系列是一款雙全橋驅(qū)動器IC，適用于雙極步進電機控制。用戶可選擇105℃高溫運行或每相8A（TMC260 MOSFETS內(nèi)置驅(qū)動電流1.7A;TMC261 MOSFETS內(nèi)置 驅(qū)動電流1.7A 60V TMC262 MOSFET 功率管外置 驅(qū)動功率更大）的大電流工作類別的產(chǎn)品。該產(chǎn)品具有電流消耗低、效率高的特點，并提供了內(nèi)部DAC，可實現(xiàn)微步進調(diào)節(jié)和智能控制功能，強化電機和驅(qū)動器的冷卻。該器件還能通過串行接口(SPI)和step/dir輸入信號進行控制，并集成了短路、過熱、欠壓和過壓保護功能。
關(guān)鍵詞： 雙全橋； SPI； PWM； DAC；
1．TMC26X系列的主要性能
TMC26X(TMC260,261,262)是一款雙全橋驅(qū)動芯片，適用于雙極性步進電機的驅(qū)動。內(nèi)部集成專利技術(shù)無傳感器的失速檢測功能可用在無需外部傳感器的位置控制中；該功能還可以預(yù)測電機的超載情況，適用于需要高可靠性的場合。芯片內(nèi)部集成MOSFETs，采用獨特的Low-RDS-ON技術(shù)達到低功耗，高效率性能，強化電機和驅(qū)動器的自身冷卻無需外部的散熱設(shè)備，即使在外部環(huán)境溫度很高的情況下也可以實現(xiàn)1.7A（功率管內(nèi)置 60V）或8A（功率管內(nèi)置）的驅(qū)動電流輸出。TMC26X的低功耗，高效率，體積小的設(shè)計理念使其成為嵌入式運動控制甚至電池供電設(shè)備的完美選擇，內(nèi)部集成的DAC功能可實現(xiàn)對電流的微步控制，TMC246可通過SPI串行接口和STEP/DIR 信號輸入控制，另外該芯片還具有短路，過溫，欠壓，過載等保護功能。
● 集成無傳感器的失速探測功能（StallGuard）和負荷測量功能
● 通過簡單便捷的SPI串行總線控制或STEP/DIR信號控制
● 短路，過溫，過壓保護功能
● 內(nèi)部集成64bitDAC自身可實現(xiàn)256倍的微步細分功能
● 可以實現(xiàn)通過外部的模擬信號來實現(xiàn)任意的細分控制
● 具有實現(xiàn)電機平滑控制的混合衰減功能
● 通過單一電容或外部的時鐘實現(xiàn)頻率的編程控制
● 7V-60V電機驅(qū)動電壓
● 高達8A的電機驅(qū)動電流，
● 自帶256高細分
● 支持step/dir控制信號輸入；也支持20BitSPI接口控制
● 帶有專利技術(shù)stallguard功能可以實現(xiàn)無需傳感器精確測試電機負載
● 帶有專利技術(shù)coolstep可以根據(jù)電機的負載自動調(diào)節(jié)驅(qū)動芯片輸出的電流，避免因為超載而丟步，也減少電機的發(fā)熱量，和其他驅(qū)動芯片相比節(jié)省75%的能量
● 內(nèi)部自帶256細分可以實現(xiàn)在低速時候平滑控制
● 最大驅(qū)動電流6A，驅(qū)動電壓60V
● 高速驅(qū)動能力，可以驅(qū)動普通的2相步進電機達到5000RPM
● 集成過流，短路，過溫等保護與診斷功能
德國專業(yè)電機運動控制芯片開發(fā)公司TRINAMIC最近推出了其高性能cool Step 系列驅(qū)動芯片-TMC26X，該芯片可以算得上業(yè)界功能最強的驅(qū)動芯片，將很大提升步進電機性能。包括在最高速度，丟步檢測，熱量控制，微步控制等等。該芯片集成多個專利技術(shù)
◆ 專利技術(shù)一：load dependent current control – coolStepTM
TMC262可以精確、巧妙、隨機動態(tài)地控制管理驅(qū)動芯片輸入到電機的電流，即TMC262可以根據(jù)電機不同負載需求輕松自如地增加或減少其所輸出電流，此功能在大大降低步進電機丟步概率的同時可以減少功率消耗該系列芯片也被稱為綠色芯片，很好解決了由于功率過剩而產(chǎn)生的熱量，從而可以較少電機和驅(qū)動器的發(fā)熱量。
 ◆ 專利技術(shù)二：Sensorless load measurement (10bit) – stallGuard2TM 該功能可以實現(xiàn)在步進電機不需要外部編碼器和位置傳感器的的情況下實現(xiàn)對電機位置的反饋
◆ 專利技術(shù)三：SpreadCycle hysteresis PWM chopper scheme
該功能可以使步進電機達到更高的轉(zhuǎn)速，TMC262可以驅(qū)動標準的42mm步進電機達到5000RPMa
TMC262更進步提高電機的動態(tài)性能，自身具有256細分，可以使電機運行更加平穩(wěn)。內(nèi)部帶有的微分校驗功能保證了每個微分后的精度。
TMC262通過外部的功率管驅(qū)動電流可以達到6A，60V；可以接受外部的Step/Direction 或SPI串行總線控制信號通用性更強。
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