1、步進(jìn)電機(jī)控制UDN2916LB 原理及應(yīng)用UDN2916LB 是 SEN 公司推出的一款兩相步進(jìn)電機(jī)雙極驅(qū)動集成電路，能夠驅(qū)動雙繞組雙極步進(jìn)電機(jī)，特別適用于目前國內(nèi)稅控市場雙步進(jìn)微型打印機(jī)電機(jī)的控制。UDN2916LB 適用的電機(jī)電壓范圍為 1045V，邏輯電壓過 7V；通過內(nèi)部脈寬調(diào)制控制器()可實(shí)現(xiàn)最大 750mA 的輸出電流；內(nèi)置 1/3 和 2/3 分割器；邏輯輸入實(shí)現(xiàn) 1 相/2 相/W1-2phase 激勵(lì)模式；內(nèi)置過熱和交叉電流保護(hù)功能；集成鉗位二極管；內(nèi)置防止低壓誤操作等保護(hù)功能。UDN2916LB 內(nèi)部結(jié)構(gòu)電橋及輔助電路組成。，有兩組電路，每組電路由控制器、圖 1 UDN29

2、16LB內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖電流控制電路控制器由一組電橋、一個(gè)外部檢測電阻(RS)、一個(gè)內(nèi)部比較器和一個(gè)多諧振蕩器每個(gè)組成，來獨(dú)立檢測和控制輸出電流，如圖 2 所示。圖 2電流控制電路當(dāng)電橋?qū)〞r(shí)，電機(jī)線圈中電流開始增大，電流通過外部檢測電阻產(chǎn)生的檢測電壓也在增大。當(dāng)檢測電壓達(dá)到比較器輸入端設(shè)定電壓值時(shí)，線圈中電流 ITRIP=VREF/10RS，這時(shí)比較器觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)關(guān)閉電橋的源驅(qū)動。內(nèi)部邏輯和轉(zhuǎn)換開關(guān)的延遲(td)典型值為 2s，這種延遲會導(dǎo)致實(shí)際負(fù)載電流峰值稍高于理論值。當(dāng)電橋關(guān)閉后，電機(jī)電流開始衰減，通過地鉗位二極管和接收晶體管回流。源驅(qū)動關(guān)閉時(shí)間 toff 由單穩(wěn)態(tài)的外部 RC 決定，toff

3、=RTCT，一般 RT 取值范圍在 20100k，CT 取值范圍在 1001000pf。輸出電流波形見圖 3，負(fù)載電流路徑見圖 4。圖 3輸出電流波形圖 4 負(fù)載電流路徑5 腳和 9 腳外接電阻 RT 和電容 CT，RT 和 CT 組成的 RC 電路產(chǎn)生固定頻率信號，作為內(nèi)部單穩(wěn)多諧振蕩器的振蕩源，該振蕩器和比較器共同作用將采樣的電流大小反應(yīng)到源輸出端。當(dāng)電流值達(dá)到理論設(shè)定值時(shí)，源輸出端變?yōu)闊o效，當(dāng)電流值小于理論設(shè)定值時(shí)，源輸出端變?yōu)橛行АＦ渲?RC 參數(shù)選擇比較重要，設(shè)計(jì)時(shí)往往會忽略其參數(shù)要求。如使用不當(dāng)，會引起燒壞，或發(fā)出噪聲等異常現(xiàn)象。實(shí)際電路設(shè)計(jì)應(yīng)用中，對 RT 和 CT 參數(shù)取值容易

4、忽略，RT 取值精度應(yīng)不低于 1%，CT 應(yīng)選用 NPO 類型和精度不低于 5%的電容，這樣可以有效固定 toff 時(shí)間，達(dá)到電流的最佳控制。而采樣電阻取值大小決定了步進(jìn)電機(jī)線圈電流的大小，電阻大了，則線圈電流太小，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動無力；電阻小了，則線圈電流太大，會燒壞步進(jìn)電機(jī)線圈。UDN2916LB 最大輸出電流 Ioutput=0.75A。假設(shè)采樣電阻 Rs 使用 1.0 高精度電阻，參考電壓取最大為 5V 時(shí)，要求最大輸出電流 IOU TPUT=VREF/(10RS)=5/(101)=0.5A。電阻功率 P=I2R=0.50.51=0.25W0.5W。因此，采樣電阻 Rs 功率用 0.5W

5、就夠了。輸出電流的邏輯控制兩個(gè)輸入邏輯信號(l0 和 I1)用于選擇電機(jī)線圈電流，可設(shè)定為最大電流的 100%、67%、33%或 0%。0%的輸出電流值說明電橋關(guān)閉了所有驅(qū)動，并且也作為一個(gè)輸出特性。電流控制真值表見表 1。表 1減少和分散功耗UDN2916LB 電路設(shè)計(jì)時(shí)需要充分考慮熱設(shè)計(jì)，因?yàn)轵?qū)動 IC 消耗的大部分能量主要為在突變關(guān)閉期間馬達(dá)再生電流造成，馬達(dá)產(chǎn)生的再生電流流過電流檢測電阻和地鉗制二極管重新流回馬達(dá)，產(chǎn)生的電壓跌落引起了能量消耗，地鉗位二極管上的瞬時(shí)電壓(VF)出現(xiàn)了最大的跌落，產(chǎn)生了主要的功耗。設(shè)計(jì)電路時(shí)，如果在驅(qū)動 IC 輸出端外加二極管的 VF 特二極管重新回流到二

6、極管，并且只要這些性值比內(nèi)部地鉗位二極管小，馬達(dá)產(chǎn)生的再生電流將會有一部分從外部馬達(dá)，使流經(jīng)驅(qū)動 IC 內(nèi)部的電流減少，降低了驅(qū)動 IC 的功耗，反過來也就提高了熱性能。電路如圖 5 所示。圖 5 采用二極管提高熱性能的電路電路及地的布線圖示例由于 UDN2916LB 是一種斬波式電源驅(qū)動 IC，設(shè)計(jì)時(shí)需要特別注意周圍地的布線。可獨(dú)立作為模擬地和數(shù)字地單點(diǎn)連接，也可用低阻抗的大面積敷銅板做為地，如圖 6 所示。圖 6 電路及地的布線圖示例應(yīng)用電路圖 7 是 UDN2916LB 的應(yīng)用電路。圖 7 UDN2916LB應(yīng)用電路圖 7 電路中所使用的器件參數(shù)如下。IC：UDN2916LB C1：10

7、0F/35V C2：0.1F C3：470pF，NPO C4：470pF，NPO C5：4700pF C6：4700pF R1：56k(1%) R2：56k(1%) R3：12kR4：1k R5：1kR6：1.43(1%)，1W R7：1.43(1%)，1W D1：11EQS06( D2：11EQS06( D3：11EQS06(D4：11EQS06(二極管，2A)二極管，2A)二極管，2A)二極管，2A)流經(jīng)馬達(dá)的工作電流理論設(shè)定值=5/(101.43)=350MA。正常控制輸出電流波形見圖 8。圖中1 是電機(jī)的相位波形，波形 2 是流經(jīng)馬達(dá)的工作電流。流經(jīng)馬達(dá)的工作電流實(shí)測值=71的5MA=

8、355MA。實(shí)測值和理論設(shè)定值基本吻合，滿足設(shè)計(jì)要求。產(chǎn)品簡介 雙全橋電機(jī)驅(qū)動器是用來驅(qū)動一個(gè)兩相步進(jìn)電機(jī)雙繞組或雙向控制的兩個(gè)直流電。每組電橋都內(nèi)含輸出電流的脈寬調(diào)制（）控制。S ington 輸出是結(jié)合了一個(gè)低壓降的飽和晶體管和一個(gè)能承受值電流的管。對于電流控制，其最大的輸出電流取決于用戶選擇的參考電壓和檢測電阻的值。每經(jīng)過四分之一步，可通過兩個(gè)邏輯輸入量來選擇最大輸出電流的 0，33，41，67或 100來作為輸出電流的限值。每個(gè)電橋的每一相位都決定了負(fù)載電流的方向。每個(gè)電橋都有接地鉗位二極管和回饋二極管，保護(hù)電路以防止瞬態(tài)感應(yīng)。當(dāng)切換電流方向時(shí)，內(nèi)部產(chǎn)生的延遲防止了交叉電流的產(chǎn)生。且不

9、需要的專門的升壓時(shí)序。當(dāng)溫度超過安全限值時(shí)，熱保護(hù)電路將切斷輸出。特性：750mA 持續(xù)輸出電流45V 持續(xù)輸出電壓內(nèi)部鉗位二極管內(nèi)部電流控制低輸出飽和電壓內(nèi)部熱關(guān)斷電路，電流控制電路。圖 8 正常控制輸出電流波形- UDN2916 (L6219)PH 為正時(shí)電流為正PH 為負(fù)時(shí)電流為負(fù)I0 為 H，I1 為 L 時(shí)，有 2/3 Imax 的電流I0 為 H，I1 為 H 時(shí)，無電流I0 為 L，I1 為 H 時(shí)，有 1/3 Imax 的電流I0 為 L，I1 為 L 時(shí)，電流為 ImaxA，B，C，D 為電機(jī)的四個(gè)相位要實(shí)現(xiàn)節(jié)拍 A，0，B，0，C，0，D，0，A 則I01：H，H，H，H，H，H，H，H，HI11：H，L，L，L，H，L，L，L，HPH1：H，H，H，H，L，L，L，L，HI02：H，H，H，H，H，H，H，H，HI12