基于AT8435H步进电机《正式版》(2)

2019-04-13 23:46

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3.1 TA8435H的工作原理及主要引脚说明

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TA8435H是一款两相有极性步进电机的控制驱动芯片,它内部集成了一个具有8细分功能的控制器和2.5A的驱动器,用PWM恒流方式工作。 3.1.1 TA8435H的性能

TA8435H是东芝公司生产的单片正弦细分二相步进电机驱动专用芯片, TA8435H可以驱动二相步进电机,且电路简单,工作可靠。

图3.1 TA8435H引脚排列

该芯片具有以下特点:

它内部集成了一个具有8细分功能的控制器和2.5A的驱动器。 (1)Bi-CMOS工艺。

(2)大部分控制引脚内部有上拉电阻和施密特电路,有较好的噪声容限。 (3)工作电压范围宽(10V~40V);

(4)输出电流可达1.5A(平均)和2.5A(峰值);

(5)具有整步、半步、1/4细分、1/8细分运行方式可供选择; (6)采用脉宽调制式斩波驱动方式;

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(7)具有正/反转控制功能; (8)带有复位和使能引脚;

(9)可选择使用单时钟输入或双时钟输入。 极限参数如下:

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电源电压(功率):40V;电源电压(逻辑):5.5V;输出电流(平均值):1.5A(峰值),2.5A;逻辑输入电压:=VCC;功率:5W(无散热器)43W(Tc=85℃);工作温度:-40℃~+85℃;存储温度:-55℃~+155℃。 3.1.2 TA8435细分工作原理

在图3.2 中,第一个CK 时钟周期时,解码器打开桥式驱动电路,电流从VMA 流经电机的线圈后经RNFA 后与地构成回路,由于线圈电感的作用,电流是逐渐增大的,所以RNFB

上的电压也随之上升。当RNFB 上的电压大于比较器正端的电压时,比较器使桥式驱动电

路关闭,电机线圈上的电流开始衰减,RNFB 上的电压也相应减小;当电压值小于比较器正向电压时,桥式驱动电路又重新导通,如此循环,电流不断的上升和下降形成锯齿波,其波形如图3.2 中IA 波形的第1 段,另外由于斩波器频率很高,一般在几十KHz,其频率大小与所选用电容有关,在OSC 作用下,电流锯齿波纹是非常小的,可以近似认为输出电流是直流。在第2 个时钟周期开始时,输出电流控制电路输出电压Ua 达到第2 阶段,比较器正向电压也相应为第2 阶段的电压,因此,流经步进电机线圈的电流从第1 阶段也升至第二阶段2,电流波形如图IA 第2 部分,第3 时钟周期,第4 时钟周期TA8435的工作原理与第1、2 是一样的,只有又升高比较器正向电压而已,输出电流波形如图IA中第3、4 部分。如此最终形成阶梯电流,加在线圈B 上的电流,如图3.2 中IB。在CK 一个时钟周期内,流经线圈A 和线圈B 的电流共同作用下,步进电机运转一个细分步。

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图3.2 电压电流波形图

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3.1.3 TA8435H的引脚功能

TA8435H采用ZIP25封装形式,表3.3为其引脚排列图。

表3.3各引脚的定义

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脚1(S-GND):信号地;

脚2(RESET):复位端,低电平有效,当该端有效时,电路复位到起始状态,此时在任何激励方式下,输出各相都置于它们的原点;

脚3(ENABLE):使能端,低电平有效;当该端为高电平时电路处于维持状态,此时各相输出被强制关闭;

脚4(OSC):该脚外接电容的典型值可决定芯片内部驱动级的斩波频率

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(15kHz~80kHz),计算公式为:

fosc=1/(5.15×COSC)

式中,COSC的单位为μF,fosc的单位为kHz。 脚5(CW/CCW):正、反转控制引脚;

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脚6、7(CK2、CK1):时钟输入端,可选择单时钟输入或双时钟输入,最大时钟输入频率为5kHz;

脚8、9(M1、M2):选择激励方式,00表示步进电机工作在整步方式, 10为半步方式,01为1/4细分方式,11为1/8细分方式;

脚10(REF IN):VNF输入控制,接高电平时VNF为0.8V,接低电平时VNF为0.5V; 脚11(MO):输出监视,用于监视输出电流峰值位置; 脚13(VCC):逻辑电路供电引脚,一般为5V; 脚15、24(VMB、VMA):B相和A相负载电源端; 脚16、19( B、B):B相输出引脚;

脚17、22(PG-B、PG-A):B相和A相负载地;

脚18、21(NFB、NFA):B相和A相电流检测端,由该引脚外接电阻和REF-IN引脚控制的输出电流为:IO=VNF/RNF

脚20、23( A、A):A相输出引脚。 3.1.4 TA8435H的应用

TA8435H有两个脉冲输入引脚CK1、CK2,可以用来输入两路脉冲。但是当其中一个引脚输入脉冲时,另一个引脚必须保持高电平。TA8435H输出的驱动电流由VNF和NFA、NFB引脚上所连的检测电阻RNF决定。

公式为:Io=VNF/RNF。

而VNF的大小由(10)脚REF IN引脚电平决定:高电平VNF=0.8V,低电平VNF=0.5V。(7)脚接脉冲,控制电机速度,(5)脚控制电机方向,(3)脚使能,低电平有效,(16)、(19)、(20)、(23)脚接两相四线或六线电机。电路输入输出都有上拉电阻,并且有光耦隔离,保护电脑并口不被强电伤害。可以手动,方便移动工作台。有使能控制,便于手摇动。自动半流功能,使得电机不动作时电流减少。多个输入口,可以接急停和限位,还可以外接光电开关。外接交流24V电源,板内有整流,并有12V风扇和5V芯片工作电压。加入散热片和风扇可以使芯片工作在最大功率。


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