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基于TB6600的步进电机驱动电路设计 CK
2017年12月14日

    

    步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。驱动器接收到一个脉冲信号后,驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。首先,通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;其次,通过控制脉冲顿率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到涮速的目的。目前,步进电机具有惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点,在机电一体化产品中应用广泛,常用作定位控制和定速控制。步进电机驱动电路常用的芯片有L297 L298组合应用、39778435等,这些芯片一般单相驱动电流在2 A左右,无法驱动更大功率电机,限制了其应用范围。本文基于东芝公司推出的步进电机驱动芯片TB6600提出了一种步进电机驱动电路的设计方案。

1、TB6600简介

【产品名称】 TB6600HG

【产品用途】 步进电机驱动IC

【产品规格】 HZIP25

【生产厂家】 TOSHIBA

【产品说明】 PWM斩波型双极性步进电机驱动器IC。TB6600HQ/HG是一个单芯片PWM斩波型双极性正弦步进电机微步驱动。可控制2相步进电机正向和反向旋转,带有1-2相, W1 -2相2W1 -2相, 4W1 -2相励磁模式。只需时钟脉冲信号就可以驱动两相双极型步进电机实现低振动,高效率工作。

【产品特点】 

单芯片双极性正弦微步步进电机驱动器

最新BiCD 0.13 nm工艺

高达50V耐压

导通电阻(上+下) = 0.4 Ω

正向和反向旋转控制

5种细分模式可选(1/1 ,1/2 ,1/4 ,1/8 , 1/16步)

输出电流: IOUT = 5.0A(峰值,在100ms内 )

额定输出:IOUT = 4.5 A

封装: HZIP25 - 1.00F

输入口内置下拉电阻: 100 KΩ

输出报警管脚电流 :Ialert = 1mA

输出监视管脚( MO ):Imo= 1mA

带有复位和使能引脚

带有待机功能。

突破传统的单电源供电

内置过热保护( TSD )电路

内置的欠压保护(UVLO)电路

内置过电流检测( ISD)电路


2、步进电机控制信号隔离电路

1.JPG

步进电机控制信号隔离电路如图所示,步进电机控制信号有3(CLKCWENABLE),分别控制电机的转角和速度、电机正反方向以及使能,均须用光耦隔离后与芯片连接。光耦的作用有两个:首先,防止电机干扰和损坏接口板电路;其次,对控制信号进行整形。对CLKCW信号,要选择中速或高速光耦,保证信号耦合后不会发生滞后和畸变而影响电机驱动,且驱动板能满足更高脉冲频率驱动要求。本设计中选择26N137高速光耦隔离CLKCW,其信号传输速率可达到10 MHz1PC817普通光耦隔离ENABLE信号。应用时注意:光耦的同向和反向输出接法;光耦的前向和后向电源应该是单独隔离电源,否则不能起到隔离干扰的作用。


3、步进电机主电路

2.JPG

步进电机主电路主要包括驱动电路和逻辑控制电路两大部分

    驱动电路电源电压范为942 V,提高驱动电压可增大电机在高频范围转矩的输出,电压选择要根据使用情况而定。VMBVMA为步进电机驱动电源引脚,应接入瓷片去耦电容和电解电容稳压。OUT_APOUT_AMOUT_BPOUT_BM引脚分别为电机2相输出接口,由于内部集成了续流二极管,这4个输出口不用像东芝公司的 8435驱动芯片那样外接二极管,从而极大地减小电路板的布线空间。NFANFB分别为电机AB相最大驱动电流定义引脚,最大电流计算公式为IOUT(A)=0.5(V)RNF(Ω),若预先定义电机每相的最大驱动电流为2.5 A,取RNF=0.2 Ω,则PGNDAPGNDBSGND分别为电机AB相驱动引脚地和逻辑电源地。

逻辑控制电路电源为5 VVDD为逻辑电源引脚,应接入去耦电容和旁路电容减小干扰噪声;M0PROTECT为工作状态和过流保护指示灯;RESET为芯片复位脚,低电平有效;OSC所接电容的大小决定了斩波器频率,推荐1001 000 pF,斩波频率为40044 kHzM2M1为细分设置引脚,外接拨码开关可设定不同的细分值,如整步、半步、18细分、116细分。由于步进电机在低频工作时,有振动大、噪声大的缺点,需要细分解决。



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  联系电话:陈工  18010107259   15311412871  Q:2539844470


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